课题基金 / 基金详情

基于APEX技术解析中心粒旁物质蛋白质组及协同致死应用

批准号:
32100554
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
解炳腾
依托单位:
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
解炳腾

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
协同致死效应为开发新的肿瘤靶向治疗方法开辟了新的思路,但是目前有效的协同致死靶点组合屈指可数。中心体是有吸引力的抵抗癌细胞疯狂增殖的靶点,中心体异常扩增是多种类型癌细胞的典型特征,其复制依赖蛋白激酶PLK4,然而许多癌细胞对PLK4抑制剂并不敏感。最近研究发现在缺失中心体时这些细胞的中心粒旁物质(PCM)可以自发聚集,从而能够促进纺锤体组装使细胞持续分裂。由此本申请项目提出了联合靶向PLK4与关键PCM蛋白协同致死癌细胞的新策略。由于PCM不能用传统的方法进行分离鉴定,人们对PCM的蛋白成分和组装机制仍缺乏了解,本项目首次利用APEX2邻近蛋白标记技术,在活细胞原位标记并解析PCM蛋白质组,之后利用CRISPR/Cas9敲除平台对PCM中的关键蛋白进行功能鉴定,从中筛选出PLK4抑制剂的协同致死靶点。本研究将拓展人们对PCM蛋白组成和功能的认知,为今后靶向中心体用药杀伤肿瘤提供理论基础。
英文摘要
Synthetic lethality drives the discovery of new cancer drugs, but there are few effective synthetic lethal interactions at present. Centrosome is an attractive target to resist the proliferation of cancer cells, and centrosome replication depends on protein kinase PLK4. However, many cancer cells are not sensitive to PLK4 inhibitor. Recent studies have found that the pericentriolar material (PCM) of these cells can spontaneously aggregate and promote spindle assembly to drive cell division in the absence of centrosome. Therefore, this study proposed a new strategy to kill cancer cells by targeting PLK4 and PCM protein. Because PCM can not be separated by traditional methods, the understanding of the protein composition and assembly mechanism of PCM is still limited. In this study, APEX2 adjacent protein labeling system was used for the first time to analyze the proteome of PCM in live cells in situ. Then, based on the CRISPR/Cas9 high-efficiency screening platform established previously, we screened the proteins that play a key role in PCM assembly and function, which could synthetically kill cancer cells with PLK4 inhibitor. This study will expand the knowledge of protein composition and function of PCM, and provide the theoretical basis for targeting centrosome drugs to kill tumor.
本项目围绕肿瘤细胞的存活机制及其靶向治疗策略,系统研究了 中心粒旁物质(PCM)在癌细胞存活中的作用、乳酸化修饰在肿瘤进展中的功能,以及基于纳米颗粒递送NADP+增强抗癌药物疗效的策略。.首先,中心体异常扩增是癌细胞存活的重要特征。我们利用APEX2邻近标记技术,在活细胞中高精度解析了有丝分裂期PCM的蛋白质组,筛选出KIF20A和CKAP4等关键蛋白。研究发现,KIF20A通过转运泛素化促进蛋白远离PCM,维持其结构稳定性,从而确保异常扩增的中心体完成纺锤体组装。KIF20A或CKAP4敲低可破坏癌细胞的纺锤体功能,诱导有丝分裂灾难,并显著抑制肿瘤生长,可与PLK4抑制剂产生协同致死效应,为靶向中心体异常扩增癌细胞提供了新策略。.其次,我们发现乳酸化修饰(Kla)在癌症进展中发挥关键作用。代谢重编程导致乳酸累积,而蛋白乳酸化成为调控癌细胞增殖的重要机制。蛋白质组学分析显示,结直肠癌(CRC)组织中eEF1A2的K408乳酸化水平显著升高,增强其GTP酶活性和蛋白合成能力,促进细胞增殖。此外,KAT8被鉴定为eEF1A2的乳酸转移酶,催化K408乳酸化并加速肿瘤生长。敲低KAT8或使用MYST结构域抑制剂可降低乳酸化水平并抑制CRC细胞增殖,表明KAT8是潜在的高乳酸肿瘤治疗靶点。.最后,NADP+ 作为内源性PARP抑制剂,能够阻碍DNA损伤修复,但其无法透膜,限制了应用。为此,我们开发了一种 还原响应型纳米颗粒(NP-N),利用二硫键聚合物包载NADP+,在高谷胱甘肽(GSH)环境下实现靶向释放。NP-N 显著抑制PARylation,导致DNA损伤积累,并增强癌细胞对PARP抑制剂奥拉帕利的敏感性,为克服PARP抑制剂耐药性提供了新策略。.综上,本研究揭示了癌细胞依赖中心体聚集、乳酸化修饰及DNA修复来维持存活,并针对这三个关键机制提出了创新的靶向治疗策略。研究成果已在 Cancer Research、PNAS、Journal of Materials Chemistry B 等国际期刊发表论文5篇,其中本项目第一标注文章2篇,第二标注文章1篇,第五标注文章1篇,第六标注文章1篇。
基于APEX小鼠原位解析原始卵泡卵母细胞蛋白质组及铂类化疗影响
  • 批准号:
    82371640
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    解炳腾
  • 依托单位:
国内基金
海外基金