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RBX1介导TRF1泛素化修饰维持端粒稳定性拮抗紫外线所致皮肤光老化的机制研究

批准号:
82103887
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:
谢颖
依托单位:
学科分类:
卫生毒理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢颖

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
预防长波紫外线(UVA)诱导的皮肤端粒DNA损伤和光老化是关乎人民健康的重要科学问题。TRF1作为重要的端粒结合蛋白,在细胞完成有丝分裂后从端粒脱离并发生泛素化降解。但TRF1在特定细胞周期(G1期)限制蛋白水平的机制,及对维持端粒稳态的意义尚未阐明。前期工作发现,RBX1在G1期细胞上调后,促进TRF1泛素化修饰,并拮抗UVA所致端粒缩短和细胞衰老。本课题将深入研究RBX1调控TRF1泛素化修饰对端粒和染色体稳定性的影响:1)明确RBX1对不同细胞周期TRF1泛素化降解的影响规律;2)探索RBX1调控TRF1泛素化修饰对UVA所致端粒损伤的拮抗作用,尤其对端粒缺失和端粒长度的影响;3)体内和体外实验相结合,分析RBX1介导TRF1泛素化修饰对UVA所致细胞衰老和小鼠皮肤光老化的影响。本项目将加深对TRF1蛋白对端粒调控机制的理论认知,并为延缓UVA所致皮肤衰老和降低癌症风险寻找防治策略。
英文摘要
How to prevent long wavelength ultraviolet (UVA) induced skin telomere DNA damage and skin photoaging is critical for human health. Telomeric DNA-binding protein TRF1, is recruited with telomere to cover telomere ends and dissociated from telomere after cell mitosis phase. However, the mechanism about TRF1 limits protein content during G1 phase as telomere uncombined form, and how to exert beneficial effects on telomere stability has not yet been elucidated. Previous studies have found that RBX1 increased in G1 phase and promoted ubiquitin degradation of TRF1, which exerts positive effects on telomere shortening and cell senescence induced by UVA. The present study focuses on ubiquitin degradation of TRF1 mediated by RBX1, and its downstream function: 1) RBX1 regulates ubiquitin degradation of TRF1 in cell cycle-dependent manner; 2) RBX1 protects telomere DNA against UVA-induced DNA damage, especially the combination between TRF1 and telomere DNA and telomere loss; 3) RBX1 protects against skin photoaging exposed with UVA in vivo and in vitro. The project would deepen the understanding of TRF1 telomere protection mechanism, and look for protective strategies for skin aging and cancer risk caused by UVA.
端粒DNA损伤是UVA引起皮肤光老化的重要机制之一,TRF1作为端粒结合蛋白,防止端粒DNA被误判为DNA双链断裂(DSB)并激活修复。然而,TRF1在G1期如何通过泛素化降解调控其稳定性及对端粒稳态的影响尚未明确。本研究揭示了RBX1介导的类泛素化修饰及TRF1泛素化修饰在调控端粒稳态中的作用,为皮肤光老化防治提供理论依据。.研究发现,TRF1在G2/M期表达上调,而G1期下降;相反,RBX1在G1期表达较高,提示其作为E3泛素连接酶复合物的重要组成部分,促进TRF1的泛素化修饰和降解。在UVA照射后,RBX1表达显著上调,而TRF1蛋白水平下降,但mRNA未见明显变化,表明UVA通过上调RBX1影响TRF1蛋白稳定性。进一步分析发现,RBX1增强了TRF1与E3泛素连接酶亚基FBX4的相互作用,从而促进TRF1降解。.为明确TRF1泛素化的修饰位点,利用点突变构建K136R突变体(Mu-TRF1),发现其显著抑制UVA诱导的TRF1降解,延长蛋白半衰期,并减少端粒DNA损伤标志物γH2AX和53BP1的积累,增强UVA诱导的细胞损伤效应。Mu-TRF1削弱TRF1与Speedy A的结合,干扰端粒T-loop结构,增加端粒融合,加剧DNA损伤。此外,Mu-TRF1细胞在UVA照射后p53、p21和p16表达上调,衰老细胞比例增加。揭示RBX1介导的TRF1 K136位点泛素化降解在端粒稳态维持、UVA诱导的DNA损伤及细胞衰老中的关键作用。.进一步研究发现,类泛素化修饰抑制剂MLN4924可在小鼠皮肤光老化模型中恢复UVA降低的TRF1和TRF2表达,减少γH2AX表达,并下调p53和p21水平。MLN4924降低TRF1-Speedy A复合物的形成,提示类泛素化修饰在调控TRF1含量及功能方面发挥重要作用。.综上所述,本研究揭示了RBX1通过类泛素化修饰促进UVA诱导的TRF1泛素化降解,并阐明了这一过程在端粒稳态维持和皮肤光老化中的重要性。UVA照射后RBX1作用增强,导致TRF1蛋白在K136位点发生泛素化降解,影响其稳定性及端粒稳态,并通过调节TRF1与Speedy A的相互作用及激活p53依赖的DNA损伤应答途径促进细胞衰老。这些研究结果加深了对端粒稳态调控机制的理解,并为皮肤光老化的干预策略提供了新的理论依据和潜在靶点。
类泛素化修饰靶向KU70蛋白在癌细胞有丝分裂中的作用机制研究
  • 批准号:
    2023JJ20032
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    谢颖
  • 依托单位:
Neddylation 修饰调节 Ku70 蛋白泛素化降解在 G1 期DSB 损伤修复中的作用机制研究
  • 批准号:
    2021JJ40374
  • 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:
    谢颖
  • 依托单位:
国内基金
海外基金