《砷致細胞惡性轉化過程中轉錄因子Nrf2的作用及調控機制》是依託蘇州大學，由安艷擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：砷致細胞惡性轉化過程中轉錄因子Nrf2的作用及調控機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：安艷
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無機砷化合物是確定的人類致癌物，由於尚未複製出動物致癌模型，導致其致癌機制的研究長期滯後。近年提出的眾多砷致癌機制假說中，氧化應激學說受到廣泛關注。研究表明砷致細胞惡性轉化過程中，ROS可誘導轉錄因子Nrf2驅動的抗氧化酶靶基因表達，因此細胞惡性轉化可能與Nrf2持續高表達相關，但具體調控機制仍不清楚。本研究擬利用砷致細胞惡性轉化的體外細胞模型，在氧化應激、表觀遺傳學改變、細胞增殖與凋亡異常、信號通路改變等多個效應水平，探討NaAsO2致細胞惡性轉化過程中，如何通過ROS/EGFR-Merk1/2-ERK通路和Keap1基因啟動子區域甲基化改變，以及如何經由miRNA的表觀遺傳機制調控Nrf2的表達，促進細胞增殖和抑制細胞凋亡，使細胞獲得生存優勢，從而促進細胞的惡性轉化。本研究將為有效預防和早期發現砷中毒提供新的分子靶標，並為闡明砷致癌作用的分子機制開闢新的研究途徑。
結題摘要
無機砷化合物是人類確認致癌物，至今尚未成功複製出致癌動物模型，其分子致癌機制仍未明確。近年提出的眾多砷致癌機制假說中，氧化應激學說受到廣泛關注。研究表明砷致細胞惡性轉化過程中，ROS可誘導轉錄因子Nrf2驅動的抗氧化酶靶基因表達，因此細胞惡性轉化可能與Nrf2持續高表達相關，但具體調控機制仍不清楚。本項目以低劑量亞砷酸鈉長期染毒永生化人皮膚角質形成(HaCaT)細胞誘發惡性轉化為載體，探討亞砷酸鈉致細胞惡性轉化過程中，氧化應激、表觀遺傳學、細胞增殖與凋亡異常、信號通路改變等多個效應水平改變，以及如何經由表觀遺傳機制調控Nrf2的表達，促進細胞增殖和抑制細胞凋亡，使細胞獲得生存優勢，從而促進細胞的惡性轉化。重要結果：①1.0 µmol/L亞砷酸鈉長期染毒HaCaT細胞能夠誘導其發生惡性轉化，惡性轉化過程中伴隨氧化-抗氧化系統的逐漸失衡，惡性轉化中後期ROS水平逐漸降低，而Nrf2介導的抗氧化水平則持續升高；HaCaT細胞惡性轉化中後期，Keap1基因啟動子區甲基化水平逐漸升高導致Keap1蛋白表達降低是Nrf2介導的抗氧化水平持續升高的誘因。砷致氧化應激機制與砷致表觀遺傳改變兩大熱點假說之間可能相互影響，共同參與到砷致腫瘤發生和發展過程中；②HaCaT細胞惡性轉化過程中，細胞的凋亡率明顯下降。亞砷酸鈉可能通過抑制內質網和線粒體凋亡途徑來抑制HaCaT細胞的正常凋亡，致使其發生惡性轉化。Nrf2可能作為上游基因參與亞砷酸鈉對HaCaT細胞凋亡的抑制作用；③HaCaT細胞惡性轉化過程中伴隨著細胞增殖加快，細胞周期進程出現G0/G1期躍遷至S期，cyclin E-CDK2複合物表達逐漸上升。亞砷酸鈉長期暴露致HBE和HaCaT細胞惡性轉化過程中出現Nrf2-NQO1信號通路活化，細胞抗氧化能力增強。抑制Nrf2或NQO1基因的表達能夠降低cyclin E-CDK2的表達，S期細胞比例下降，降低細胞增殖速度，最終減輕惡性程度。Nrf2-NQO1信號通路可能是NaAsO2致使HBE和HaCaT細胞發生惡性轉化的原因，其可能的機制是通過上調cyclin E-CDK2的表達，加速細胞周期和細胞增殖。本研究將為有效預防和早期發現砷中毒提供新的分子靶標，並為闡明砷致癌作用的分子機制開闢新的研究途徑，進而為腫瘤臨床治療靶點篩選提供基礎數據。
