镉诱导的人肺细胞转化中特征性组蛋白翻译后修饰和蛋白表达与定位的蛋白质组学筛查

镉是一种有很强毒性的环境及工业污染物，具有致癌性，其致病机理不甚清楚，目前也缺乏有效的早期诊断治疗的药物和方法。本项目模拟自然状态下人体蓄积镉的特点，利用梯度递增的氯化镉持续处理人肺支气管上皮细胞BEAS-2B六个月以上，构建了镉诱导转化的人肺BEAS-2B细胞模型，对细胞浆和细胞核蛋白进行2-D电泳和质谱分析，发现有233个左右差异表达或定位改变的蛋白质分子，其中包含有细胞转化相关蛋白、转录因子和翻译因子、与细胞凋亡密切相关的蛋白的变化，其中包括Vimentin、Cadherin、UCHL1、NF-κB、eIF5A1、GSTP1、p53等。提取并纯化镉诱导的人肺BEAS-2B 细胞中的组蛋白，进行免疫印迹杂交检测，结果发现，组蛋白Histone H3 的K4me3、K9me3、K9acS10ph、S28ph和Histone H4 的K8ac升高，而Histone H3 的K4me2、K9me2、K27me3则下降。为了研究组蛋白磷酸化变化在镉诱导细胞转化中的作用，我们应用蛋白激酶抗体芯片对镉诱导转化的人肺BEAS-2B细胞模型的激酶谱进行了检测，结果发现，p38s、JNKs、ERK1/2磷酸化发生了变化，进一步验证，发现ERK1/2的磷酸化水平在镉诱导转化的细胞中显著的升高，应用MEK和ERK1/2特异性抑制剂PD98059处理镉诱导转化后的人BEAS-2B细胞，发现细胞的克隆形成能力和细胞迁移率受到明显抑制。本项目的研究结果提示ERK1/2在镉诱导的肺细胞转化中发挥关键作用，直接或间接参与肺细胞镉诱导转化过程中组蛋白的磷酸化，可以作为潜在的诊断和治疗靶点。本项目已经顺利完成，发表7篇SCI论文，其中2篇影响因子大于5，另有1篇修回，1篇投稿，本项目培养研究生3名和博士后1名。