《DNA-PKcs和PLK1相互作用偶聯DNA修復與細胞有絲分裂調節》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由尚增甫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：DNA-PKcs和PLK1相互作用偶聯DNA修復與細胞有絲分裂調節
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：尚增甫
- 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
DNA修復和細胞周期監測點對於維持細胞基因組穩定、抑制腫瘤發生起著至關重要的作用，同時是腫瘤治療的分子靶點之一。前期研究發現，DNA損傷修復蛋白DNA-PKcs失活細胞在γ射線照射後，出現有絲分裂災變死亡。同時DNA-PKcs與有絲分裂激酶PLK1相互作用， DNA-PKcs/pT2609與PLK1共定位。質譜分析鑑定出PLK1上的一個DNA-PKcs磷酸化位點。本項目在前期工作基礎上，研究DNA-PKcs與PLK1相互關係及二者偶聯在DNA損傷後細胞周期調控中的作用，內容包括（1）DNA-PKcs調節PLK1穩定性及機制；（2）DNA損傷後DNA-PKcs磷酸化PLK1的變化規律；（3）PLK1被DNA-PKcs磷酸化在DNA損傷後細胞周期調控中的意義。將更深入的了解DNA-PKcs、PLK1蛋白在DNA損傷後細胞周期調控中的重要功能，也將為臨床腫瘤治療開拓新思路。
結題摘要
本研究首次發現DNA-PKcs-PLK1信號通路在正常或DNA損傷偶聯的有絲分裂過程中的重要功能： （1） DNA損傷修復蛋白DNA-PKcs與PLK1存在體內、體外相互作用，DNA-PKcs可磷酸化PLK1蛋白S331位點；DNA-PKcs沉默或活性抑制細胞中，PLK1蛋白半衰期顯著延長。有趣的是，在DNA-PKcs缺失的細胞系中，PLK1蛋白激酶活性反而降低，表明DNA-PKcs是PLK1激酶活性的促進因子；在此基礎上我們提出調控模型如下：DNA-PKcs磷酸化PLK1可促進PLK1活性，在PLK1發揮功能後，這種磷酸化作用開啟了蛋白降解的“開關”。這種工作模型既能促進PLK1高效的發揮功能，又保證PLK1在功能完成後迅速降解，從而對其進行嚴格的時空調控。這種調節方式有助於維持基因組穩定性，抑制腫瘤發生； （2）DNA損傷發生後，PLK1在DNA-PKcs缺失或活性抑制細胞中失調控，誘發有絲分裂災變。利用不同細胞模型得到的結果顯示，DNA-PKcs失活所誘發的有絲分裂災變死亡依賴於P53蛋白狀態； （3）作為PLK1上游激酶，DNA-PKcs在正常細胞有絲分裂過程中作用也非常重要。研究發現，DNA-PKcs通過PLK1參與細胞有絲分裂期多個過程，包括有絲分裂期進入（G2/M轉換）、中心體微管組裝、微管與著絲粒粘附以及胞質分裂過程。具體闡明詳見下文。DNA-PKcs缺失將導致G2/M轉換延遲，紡錘體裝配失調控，著絲粒與紡錘體微管粘附異常，PLK1在胞質分裂期中體結構上無法磷酸化激活而導致胞質分裂失敗，一系列有絲分裂異常的結果是DNA-PKcs缺失導致染色體不穩定增加； （4）PLK1蛋白功能紊亂在人類腫瘤中時常發生且與患者預後不良相關。本研究發現DNA-PKcs缺失細胞對PLK1抑制劑BI2536更敏感，BI2536導致更為嚴重的細胞周期阻滯和細胞凋亡。PLK1抑制劑BI2536與DNA-PKcs抑制劑Nu7441聯合作用有非常明顯的協同治療效果。 （5）我們發現翻譯調控蛋白4E-BP1在有絲分裂期定位於中心體和著絲粒結構，與PLK1共定位。進一步通過免疫沉澱和GST-沉降技術發現，4E-BP1與PLK1蛋白存在直接相互作用。沉默4E-BP1將導致細胞有絲分裂異常。
