《SIK2調節電離輻射損傷細胞的自吞噬過程及機制研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由周平坤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：SIK2調節電離輻射損傷細胞的自吞噬過程及機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周平坤
- 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
自吞噬是真核細胞在營養缺失等壓力條件下發生的一種保護性反應，近年研究證實，電離輻射損傷可誘發細胞自吞噬，但其作用機制及對細胞命運的影響還需要更深入研究闡明。我們前期研究發現，DNA損傷信號回響的重要調節分子DNA-PKcs與鹽誘導激酶SIK2相互作用，前者早被發現參與放射損傷細胞的自噬調節，後者被最新發現是細胞自吞噬體成熟過程的重要調節物，只是各自機制不清。本項目將以DNA-PKcs與SIK2相互作為切入點，在驗證SIK2在電離輻射誘發細胞自吞噬中的作用的基礎上，建立和利用SIK2基因敲除細胞、SIK2的磷酸化和乙醯化位點的系列突變體，探討電離輻射DNA損傷信號是如何由DNA-PKcs或其他激酶並通過SIK2傳遞到細胞自吞噬途徑中，然後再詳細闡明SIK2的激活和定位到自吞噬體及參與自吞噬過程的機制。本研究不僅對放射損傷細胞自噬機制有新闡述，還將為針對自吞噬研發輻射增敏或防護劑提供重要信息。
結題摘要
電離輻射通過誘發DNA損傷或其它因素導致細胞自噬，自噬可能起到保護細胞、對抗放射損傷的作用，但也可能是死亡性自噬。鹽誘導激酶2（SIK2）是一個對電離輻射回響基因，本研究以SIK2與DNA損傷應答分子DNA-PKcs的相互作用為切入點，開展SIK2在電離輻射誘發細胞自吞噬效應規律、生物學意義和機制等研究。取得如下主要結果：1、明確了細胞電離輻射損傷後SIK2表達的變化規律。發現細胞受照後，SIK2蛋白表達量增加更加明顯，而2、4Gy劑量照射對SIK2的誘導表達作用顯著大於10Gy大劑量照射；2、明確了SIK2與DNA-PKcs對電離輻射誘發細胞自噬的調節作用。揭示無論敲低SIK2還是DNA-PKcs，均增加細胞放射敏感，但SIK2敲低細胞的增殖活性提高。用3-甲基腺嘌呤抑制細胞自噬，提高了受照射細胞凋亡率，敲低SIK2減弱細胞發生自噬。發現分割照射，增強了輻射誘導的細胞自噬，自噬在此起到保護作用，由此闡述了細胞亞致死性修復的一種新的機制；3、明確了自噬和SIK2在分割照射效應中的作用。為了探討自噬對受照射細胞是保護還是致死性作用，我們分別設計在照射早期（照射後12h內）和後期（12h以後）抑制自噬，觀察對細胞放射敏感性的影響。結果發現，在照射早期抑制細胞自噬，顯著增加了細胞凋亡和放射敏感性，而後期抑制自噬對細胞放射增敏作用相對弱，顯示照射後早期細胞發生的是保護性自噬。雖然，敲低SIK2後，抑制細胞自噬在一定程度上增加了細胞放射敏感性，其增敏作用比對於SIK2正常表達細胞相對弱；4、SIK2對細胞DNA損傷反應的影響及作用機制。發現SIK2敲低引起細胞G2期到M期的轉換時間延長，與轉換點調節分子Cdc25C和Cdc2的磷酸化水平升高、無法使下游Cdk1(Cdc2) T15去磷酸化，Cdk1和cyclin B1複合物不能激活有關；5、揭示抑制乙醯轉移酶活性，降低了細胞DNA-PKcs 的T2609和S2056位點磷酸化。電離輻射誘導TIP60發生SUMO-2/3修飾，鑑定了TIP60的KBR位點突變及乙醯化負控節其SUMO化修飾，影響DNA-PKcs的S2056自磷酸化，模擬乙醯化的突變體（KBQ）可以抑制DNA-PKcs在電離輻射損傷下的自磷酸化激活及其底物H2AX的磷酸化，DNA-PKcs失活導致SIK2蛋白水平顯著降低。本研究為放射損傷防治藥物研發提供新的思路。
