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β-TrCP1和β-TrCP2降解的分子机制及其在细胞凋亡和自噬中生物学功能的差异研究
结题报告
批准号:
31470753
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
赵永超
依托单位:
学科分类:
C0502.分子生物物理
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡晨、李建辉、孙建国、贾俊君、彭传会、夏彩霞、蓝辉银、章琦君
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中文摘要
CRL泛素连接酶β-TrCP1/2通过降解一系列重要底物而在许多生物学进程中发挥着关键的调节作用。β-TrCP1/2与肿瘤发生密切相关,且具有明显的原癌基因特性,因此,可以作为潜在的肿瘤治疗靶点。但是,其自身的降解及两者的功能差异却非常不清楚。我们的预实验结果显示这两个蛋白代谢很快,提示两者的稳定性可能对其功能的发挥起着重要的调节作用。我们初步确定了这两个蛋白能互相降解对方。在两者高表达的乳腺癌细胞中沉默β-TrCP1诱导自噬而沉默β-TrCP2诱导凋亡,提示它们不是功能冗余的。本项目拟通过突变分析、生物信息分析等手段,系统阐明这两个蛋白的降解机制及其在细胞凋亡和自噬中的功能差异,并在裸鼠模型上研究两者的稳定性对肿瘤的生长和化疗药物敏感性的影响。另外,本项目也拟深入分析沉默β-TrCP1或β-TrCP2对相关信号通路的影响,并证明这两个酶对底物具有选择性,为两者成为肿瘤治疗的靶点打下基础。
英文摘要
CRLβ-TrCP1/2 (Cullin-RING Ligase) play a critical role in the regulation of a vast array of biological processes via the degradation of many key regulators. Accumulating data indicate that β-TrCP1/2 have important roles in tumorigenesis and possess mainly oncogenic characteristics. Thus, β-TrCP1/2 may serve as potential target(s) for anticancer therapy. However, how these two family members are degraded and whether they possess different biological functions are totally unknown. Our preliminary data showed that β-TrCP1/2 are fast turnover proteins, indicating that their stability is likely to play a critical role in their biological functions. We also found that β-TrCP1/2 target each other for degradation. More interestingly, β-TrCP1 knock-down induces autophagy, whereas β-TrCP2 knock-down induces apoptosis in β-TrCP1/2 activated breast cancer cells, suggesting that these two paralogues may be not functional redundant. In this proposed study, we plan to elucidate the molecular mechanism of β-TrCP1/2 degradation via approaches including gene mutation, bioinformatics, cellular and molecular biology. Moreover, we will determine how β-TrCP1/2 stability regulates tumor cell growth and anticancer drug sensitivity in both cell-based assays and xenograft mouse models. Finally, we will investigate the affected signaling pathways after knock-down of β-TrCP1 or β-TrCP2 and confirm that β-TrCP1 or β-TrCP2 indeed have preference for different substrates associated with autophagy or apoptosis. Taken together, our study will fully elucidate the molecular mechanism by which β-TrCP1/2 degrades each other and how they function differently in regulation of apoptosis and autophagy. Our study will provide additional piece of proof-of-concept evidence validating β-TrCP1/2 as promising anti-cancer targets.
β-TrCP作为SCF(SKP1-CUL1-F-box)泛素连接酶复合物的底物识别受体,通过泛素化修饰降解一系列重要的底物蛋白在多个生理和病理进程中起着关键的调节作用,比如细胞周期进程、信号转导、基因转录、肿瘤发生等。因此,β-TrCP自身的水平及活性需要受到严格控制。但是,目前β-TrCP自身稳定性的调控机制及上游调控信号知之甚少。大量研究表明β-TrCP具有抑癌基因和原癌基因双重特性,在哺乳动物中存在两个生物化学和功能上类似且进化上高度保守的β-TrCP基因:β-TrCP1和β-TrCP2。目前并不清楚两者是否存在互相调节、功能是否冗余、抑癌原癌特性是否不同。本项目发现:1)SCFβ-TrCP2泛素连接酶靶向降解β-TrCP1,SCFβ-TrCP1泛素连接酶靶向降解β-TrCP2,并依赖于它们的β-TrCP结合motif;2)低糖激活AMPK,磷酸化β-TrCP1的Ser82,启动SCFβ-TrCP1靶向其的泛素化降解;3)β-TrCP2,而非β-TrCP1,通过选择性降解DEPTOR和REDD1,激活mTORC1,从而抑制细胞自噬、促进细胞的增殖;4)SCFβ-TrCP靶向降解CHK1,帮助细胞跳过细胞周期检测点,促进细胞在低糖条件下存活。总之,本项目确定了β-TrCP1/2自身稳定性调控的分子机制,证明了β-TrCP1和β-TrCP2之间存在互相调节,β-TrCP2作为一个主要的同源体调节细胞自噬和增殖,并具有明显原癌基因特性,提示β-TrCP2是一个更为理想的抗肿瘤药物研发的靶点。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1002/ijc.32121
发表时间:2019-07-15
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF CANCER
影响因子:6.4
作者:Du, Yehui;Song, Wenfeng;Song, Penghong
通讯作者:Song, Penghong
Ribosomal protein S27-like regulates autophagy via the β-TrCP-DEPTOR-mTORC1 axis.
核糖体蛋白 S27 样通过 β-TrCP-DEPTOR-mTORC1 轴调节自噬。
DOI:10.1038/s41419-018-1168-7
发表时间:2018-11-13
期刊:Cell death & disease
影响因子:9
作者:Xiong X;Liu X;Li H;He H;Sun Y;Zhao Y
通讯作者:Zhao Y
Inactivation of ribosomal protein S27-like confers radiosensitivity via the Mdm2-p53 and Mdm2-MRN-ATM axes.
核糖体蛋白 S27 样的失活通过 Mdm2-p53 和 Mdm2-MRN-ATM 轴赋予放射敏感性
DOI:10.1038/s41419-017-0192-3
发表时间:2018-02-02
期刊:Cell death & disease
影响因子:9
作者:Zhao Y;Tan M;Liu X;Xiong X;Sun Y
通讯作者:Sun Y
AKT inhibitor MK-2206 sensitizes breast cancer cells to MLN4924, a first-in-class NEDD8-activating enzyme (NAE) inhibitor
AKT 抑制剂 MK-2206 使乳腺癌细胞对 MLN4924 敏感,MLN4924 是一种一流的 NEDD8 激活酶 (NAE) 抑制剂。
DOI:10.1080/15384101.2018.1515550
发表时间:2018-01-01
期刊:CELL CYCLE
影响因子:4.3
作者:Chen, Xiaoyu;Cui, Danrui;Zhao, Yongchao
通讯作者:Zhao, Yongchao
Inhibition of KLHL21 prevents cholangiocarcinoma progression through regulating cell proliferation and motility, arresting cell cycle and reducing Erk activation
抑制 KLHL21 可通过调节细胞增殖和运动、阻止细胞周期和减少 Erk 激活来防止胆管癌进展。
DOI:10.1016/j.bbrc.2018.03.152
发表时间:2018-05-15
期刊:BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
影响因子:3.1
作者:Chen, Jian;Song, Wenfeng;Song, Penghong
通讯作者:Song, Penghong
靶向干预去泛素化酶 USP7 先导化合物的研发及其在抗乳腺癌中的应用
  • 批准号:
    LZ22H160003
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    赵永超
  • 依托单位:
泛素连接酶FBXW7靶向降解RPAP2动态调控基因转录影响肝癌发生的作用及机制研究
  • 批准号:
    92053117
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    赵永超
  • 依托单位:
泛素连接酶β-TrCP靶向降解CHK1在DNA损伤应答和肿瘤发生中的作用研究
  • 批准号:
    81972591
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    赵永超
  • 依托单位:
mTOR信号通路新型直接抑制因子DEPTOR在肺癌发生中的作用研究
  • 批准号:
    81672728
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    赵永超
  • 依托单位:
国内基金
海外基金