《CUL4B基因在X-連鎖智力低下綜合徵發生中的分子機制研究》是依託山東大學，由龔瑤琴擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：CUL4B基因在X-連鎖智力低下綜合徵發生中的分子機制研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：龔瑤琴
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
我們的前期研究發現CUL4B基因喪失功能突變導致一種新的X連鎖智力低下綜合徵，同時英國學者也在8個X連鎖智力低下綜合徵家系檢測到CUL4B基因突變，說明CUL4B基因在個體發育尤其是神經發育中起重要作用。CUL4B屬於CULLIN基因家族，該家族成員是泛素連線酶複合物的支架蛋白，參與調節包括細胞周期蛋白、轉錄因子、腫瘤抑制蛋白、細胞膜蛋白和組蛋白等多種蛋白。CUL1、CUL3、CUL4A和CUL7基因缺失小鼠胚胎期或出生後致死，但CUL4B的生物學功能目前幾乎一無所知。本課題將通過建立Cul4b基因敲除小鼠模型，分析Cul4b基因缺失對小鼠生長發育尤其是神經系統發育和認知功能的影響；分析CUL4B在神經系統中的表達情況、對神經細胞增殖、分化和神經元突觸形成以及對造血細胞增殖分化的影響，初步了解CUL4B基因的基本功能，並最終闡明其在X連鎖智力低下綜合徵發生中的作用機制。
結題摘要
Cullin-RING ligase (CRLs)複合物參入調控細胞周期進展、轉錄、信號傳導和發育等多種生物過程。Cullin是CRL複合物的骨架蛋白，其家族成員CUL4B基因突變導致X連鎖智力低下綜合徵。本項目採用體內外分析手段對CUL4B的生物學功能進行了研究，取得了以下結果： 第一，建立了條件性基因敲除小鼠模型，發現全身性敲除Cul4b基因導致胚胎致死，雜合子小鼠出生比例下降和表現出發育遲緩，說明Cul4b在小鼠胚胎髮育過程中發揮重要作用。利用Nestin-Cre神經特異性敲除Cul4b基因小鼠表現為學習記憶能力低下； 第二，分析了CUL4B在細胞增殖中的作用，發現抑制CUL4B表達導致細胞增殖減少、S期延長，cyclin E累積；同時，我們分析了CUL4B的亞細胞定位，發現CUL4B主要定位於細胞核，其核定位信號位於該蛋白的N末端， N末端的第37-40位胺基酸KKRK是其正確入核所必需的； 第三，由於抑制CUL4B表達導致S期延長，我們分析了CUL4B在DNA複製中的作用，發現CUL4B通過正調控核內CDC6進而調控MCM2募集到染色質上而影響DNA複製起始。CUL4B調控CDC6依賴於CDK2，CDK2通過磷酸化CDC6而使其免受APC介導的蛋白降解；而CUL4B上調CDK2又是通過抑制miRNA372和miRNA373實現的。以上研究建立了CUL4B調控CDK2-CDC6而在細胞增殖中發揮重要作用的調控通路。 第四，發現CUL4B複合物CRL4B通過其組分DDB1與轉錄抑制複合物PRC2相互作用，共同調控一組基因的表達；而且CRL4B發揮轉錄抑制作用依賴於PRC2但不依賴於PRC1;CRL4B可以通過單泛素化H2AK119而發揮轉錄抑制作用；抑制或敲除Cul4b基因不僅導致H2AK119ub減少，而且導致H3K27me3明顯減少，進而導致在細胞增殖和遷移過程中發揮重要作用的一組靶基因表達上調。我們發現CUL4B能促進腫瘤細胞增殖、侵襲和腫瘤發生，CUL4B在多種腫瘤組織中高表達。
