肿瘤细胞中TMEM216 通过调控EIF2AK3影响内质网应激的分子机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771526
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0705.细胞衰老、死亡及自噬
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Endoplasmic reticulum stress plays critical role in apoptosis induced by many anti-cancer chemotherapeutic agents. As one of the receptors of HSPA5(BIP), EIF2AK3 is an important sensor protein in the ER membrane which triggers ER stress pathway. However, the mechanism underlying the regulation of EIF2AK3 remains elusive. Our preliminary data show that TMEM216 has physical interaction with EIF2AK3. In addition, E3 ligase SYVN1 binds to EIF2AK3 and elevates its ubiquitination and degradation. Therefore, we hypothesize that anti-cancer chemotherapeutic agents up-regulate TMEM216 transcriptionally. Moreover, TMEM216 binds to EIF2AK3, which enhances HSPA5 release from EIF2AK3, resulting in EIF2AK3 activation. TMEM216 also inhibits the recruitment of E3 ligase (e.g.SYVN1) to EIF2AK3, leading to reduction of its ubiquitination and degradation. Accordingly, TMEM216 promotes the apoptosis mediated by ER stress. Our goal is to characterize the roles of TMEM216 in the regulation of EIF2AK3 stability and activity in ER stress in cancer cells. Eventually, this study will help us understand the apoptotic signaling in cancer cells and potentially facilitate anti-cancer drug discovery and development.
多种化疗药物诱导内质网应激介导的肿瘤细胞凋亡。EIF2AK3(PERK)作为HSPA5(BIP)的受体之一,是内质网膜上重要的感受器蛋白,激活内质网应激通路,但其在内质网膜上的调控机制却并不清楚。我们在前期实验中发现跨膜蛋白TMEM216与EIF2AK3存在物理上的相互作用;抑制TMEM216表达增强EIF2AK3泛素化并下调其水平;E3连接酶SYVN1与EIF2AK3结合并影响其泛素化。据此提出假说:TMEM216与内质网膜上的感受器蛋白EIF2AK3存在相互作用,抑制HSPA5与EIF2AK3的结合,提高其活性;TMEM216也可抑制E3连接酶(如SYVN1)与EIF2AK3结合,降低EIF2AK3的泛素化和降解,提高其稳定性,最终促进内质网应激介导的肿瘤细胞凋亡。本项目拟确定TMEM216调控EIF2AK3活性及稳定性的分子机制,为开发新型抗肿瘤药物提供靶标和理论依据。

结项摘要

化疗药物通过内质网应激促进肿瘤细胞凋亡的研究已有很多报道,因此研究内质网应激对于了解肿瘤细胞凋亡调控机制。EIF2AK3作为重要的UPR感受器蛋白,关于其蛋白稳定性及降解机制的研究尚未见报道。TMEM216对维持细胞正常生理状态起着非常重要的作用。本课题以TMEM216为突破口,研究EIF2AK3的调控机制,阐明TMEM216调控内质网应激的分子机制,为寻找新的肿瘤治疗靶标提供理论依据。.不同NSCLC细胞中TMEM216和EIF2AK3的蛋白水平具有相关性;敲低TMEM216后,EIF2AK3及其下游相关蛋白下调,而对ERN1的蛋白水平没有影响;过表达TMEM216会上调 EIF2AK3及下游相关蛋白的水平。敲低TMEM216表达,WB和FACS显示细胞凋亡水平下调;过表达TMEM216后凋亡水平上调,表明TMEM216促进NSCLC细胞凋亡。敲低EIF2AK3后过表达TMEM216,发现敲低EIF2AK3抑制了TMEM216促凋亡效应,表明TMEM216通过上调EIF2AK3促进细胞凋亡。.TMEM216与EIF2AK3存在相互作用,调控EIF2AK3经泛素-蛋白酶体途径的降解。筛选出EIF2AK3一个可能的E3泛素连接酶SYVN1。数据表明TMEM216抑制EIF2AK3与SYVN1结合,并下调EIF2AK3的多聚泛素化水平。内质网应激可能会通过上调DDIT3调控TMEM216。E3泛素连接酶TRIM13也可以与EIF2AK3结合,上调EIF2AK3的泛素化水平促进其降解。.构建了Tmem216敲除小鼠,发现其具有纤毛病表型特征。Tmem216 敲除影响纤毛生成和初级纤毛的稳定性。.综上所述,NSCLC细胞中TMEM216上调EIF2AK3蛋白水平,促进细胞凋亡;TMEM216调控EIF2AK3经泛素-蛋白酶体途径的降解,SYVN1和TRIM13可能是EIF2AK3的两个E3连接酶;TMEM216抑制EIF2AK3与SYVN1或TRIM13相结合进而下调其多聚泛素化水平;内质网应激可能会通过上调DDIT3调控TMEM216;构建了TMEM216敲除小鼠,TMEM216 通过抑制 GLI2/GLI3 与 SUFU 的结合促进Hedgehog通路和纤毛形成。.本项目资助下已发表8篇SCI论文,另有2篇在审稿和投稿中。本项目培养博士生3名、硕士研究生4名。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Angio-associated migratory cell protein interacts with epidermal growth factor receptor and enhances proliferation and drug resistance in human non-small cell lung cancer cells.
血管相关迁移细胞蛋白与表皮生长因子受体相互作用并增强人非小细胞肺癌细胞的增殖和耐药性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Yao Shun;Shi Feifei;Wang Yingying;Sun Xiaoyang;Sun Wenbo;Zhang Yifeng;Liu Xianfang;Liu Xiangguo;Su Ling
  • 通讯作者:
    Su Ling
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精氨酸甲基转移酶PRMT5和PRMT1明显调节人肺癌细胞中抗凋亡蛋白CFLAR(L)的降解
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019-02-08
  • 期刊:
    JOURNAL OF EXPERIMENTAL & CLINICAL CANCER RESEARCH
  • 影响因子:
    11.3
  • 作者:
    Li, Mingyue;An, Wentao;Liu, Xiangguo
  • 通讯作者:
    Liu, Xiangguo
Hhex inhibits cell migration via regulating RHOA/CDC42-CFL1 axis in human lung cancer cells.
Hhex 通过调节人肺癌细胞中的 RHOA/CDC42-CFL1 轴抑制细胞迁移
  • DOI:
    10.1186/s12964-021-00763-6
  • 发表时间:
    2021-07-28
  • 期刊:
    Cell communication and signaling : CCS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li X;Ma G;Guo W;Mu N;Wang Y;Liu X;Su L
  • 通讯作者:
    Su L
Inhibition of SIRT1/2 upregulates HSPA5 acetylation and induces pro-survival autophagy via ATF4-DDIT4-mTORC1 axis in human lung cancer cells
抑制 SIRT1/2 可上调 HSPA5 乙酰化并通过 ATF4-DDIT4-mTORC1 轴在人肺癌细胞中诱导促生存自噬
  • DOI:
    10.1007/s10495-019-01559-3
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    APOPTOSIS
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Mu, Ning;Lei, Yuanjiu;Su, Ling
  • 通讯作者:
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Angio-associated migratory cell protein (AAMP) interacts with cell division cycle 42 (CDC42) and enhances migration and invasion in human non-small cell lung cancer cells.
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Cancer Letters
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Yao Shun;Shi Feifei;Mu Ning;Li Xiaopeng;Ma Guilin;Wang Yingying;Sun Xiaoyang;Liu Xiangguo;Su Ling
  • 通讯作者:
    Su Ling

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PKC
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  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
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技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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