去泛素化酶USP4在頭頸鱗癌細胞凋亡中的功能與分子機制.pdf

1、頭頸鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)是耳鼻咽喉頭頸外科臨床工作中最常見的惡性腫瘤，也是發(fā)病率和病死率均較高的一類惡性腫瘤，闡明其發(fā)生、發(fā)展機制并盡早診斷、盡早治療是提高治療效果的關鍵。因此，更深入的理解頭頸鱗狀細胞癌分子水平的異常，有助于我們發(fā)展出針對這類腫瘤的新的診斷及治療手段。
　　 腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與細胞凋亡受到抑制密切相關。細胞凋亡是一種重要的細胞應答

2、機制，通過程序性清除機體不再需要的或異常的細胞，細胞凋亡在胚胎系統(tǒng)發(fā)育期的肢體塑形、組織平衡的動態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮至關重要的作用。NF-κB(nuclear factorκ-light-chain-enhancer ofactivated B cells)細胞信號通路活化及其上游信號分子的泛素化或去泛素化調(diào)節(jié)在細胞凋亡調(diào)控中發(fā)揮重要作用。
　　 腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)是一類重要的調(diào)節(jié)因子，

3、參與了細胞凋亡的調(diào)節(jié)以及炎癥和腫瘤發(fā)生過程，目前認為在多種人類疾病的發(fā)病機制中都有TNF參與。TNF-α與其1型受體(TNF receptor type1，TNF-R1;CD120a; p55/60)結合后，能夠激活NF-κB細胞信號通路促進細胞生存，或者誘導死亡信號促進細胞凋亡，目前研究認為上游的信號分子受體相互作用蛋白1(receptor-interacting protein1，RIP1)的泛素化修飾狀態(tài)能夠動態(tài)調(diào)節(jié)細胞生存信號抑

4、或細胞凋亡信號之間的平衡，在細胞凋亡的調(diào)控中具有重要作用。
　　 泛素化(ubiquitination)修飾是近年來生命科學研究的重大成果，參與調(diào)節(jié)抗原提呈、信號轉導等多種生理過程，亦是研究、開發(fā)新藥物的潛在靶點。泛素是一種由76個氨基酸組成的高度保守的多肽，因其廣泛存在于從酵母到人類各類細胞而得名。泛素-蛋白酶體途徑是細胞內(nèi)重要的蛋白質質控系統(tǒng)，通過K48位泛素化修飾介導底物經(jīng)蛋白酶體降解。此外包括細胞凋亡信號在內(nèi)的許多信號通

5、路關鍵分子的活化需要K63位泛素化修飾。
　　 近年研究發(fā)現(xiàn)泛素化狀態(tài)的改變與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關。蛋白分子的泛素化及去泛素化分別通過眾多的E3泛素連接酶(E3 ligases)及去泛素化酶(deubiquitinatingenzymes，DUBs)介導。去泛索化酶可以把泛素或泛素樣蛋白從目標蛋白中去除而完成去泛素化過程。泛素特異性蛋白酶4(ubiquitin specific protease4，USP4)被認為能夠

6、促進TRAF2(TNF receptor-associated factor2)、TRAF6(TNF receptor-associated factor6)及TAK1(transforming growth factor-β-activated kinase1)等信號分子K63位連接的去泛素化，以及通過K48位去泛素化穩(wěn)定相關分子。
　　 目的:
　　 本研究課題使用下咽癌細胞株FaDu和人胚腎細胞株HEK293及免疫

7、共沉淀、報告基因分析、體外泛素化等技術分析USP4在人類頭頸鱗癌組織及癌旁正常對照組織中表達水平的差異，闡明USP4是否參與TNF-α誘導的細胞凋亡并揭示其分子機制。
　　 方法:
　　 1.研究USP4在人類頭頸鱗癌中的表達
　　 2.研究USP4對TNF-α誘導的頭頸鱗癌細胞(FaDu細胞)凋亡的影響
　　 3.研究USP4調(diào)控TNF-α誘導的細胞凋亡的具體分子機制
　　 結果:
　　

8、 1.研究發(fā)現(xiàn)USP4在人類頭頸鱗癌組織及癌旁正常對照組織中表達水平有明顯差異，USP4在人類頭頸鱗癌組織中的表達較癌旁正常對照組織顯著上調(diào)。
　　 2.在TNF-α誘導的FaDu細胞凋亡研究中發(fā)現(xiàn)USP4能負向調(diào)節(jié)NF-κB信號通路活性，促進TNF-α誘導的FaDu細胞凋亡。
　　 3.在具體分子作用機制研究中發(fā)現(xiàn)USP4的催化底物分子為RIP1，USP4能夠K63位去泛素化聚泛素化修飾的RIP1從而促進TNF-α誘導