RNF183介导内质网应激诱发调亡的功能研究

The accumulation of misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) causes ER stress and triggers the unfolded proteinresponse (UPR). Failure to resolve ER stress leads to apoptotic cell death. The accumulation of unfolded proteins in the ER is a pathological condition observed in many diseases, including cancer, diabetes, and neurodegenerative diseases. It has been attempted to alleviate certain diseases by regulating endoplasmic reticulum stress. However, how cell fate is determined during prolonged ER stress remains elusive. Our recent work has identified an ER anchored E3 ligase RNF183. It is up-regulated by prolonged ER stress, ubiquitinates Bcl-xL and causes its degradation and subsequent apoptosis. Given the likelihood of additional substrate and the unknown physiological role of RNF183, we aim to use proteomics to screen RNF183-interacting proteins, verify their modification by RNF183, and further dissect their functions in regulating stress-induced signalings, including the adaptive responses and destructive ones. Finally, we plan to generate mouse models to probe potential physiological roles of the substrates of RNF183.

内质网中错误折叠蛋白质的积累会导致内质网应激，激活未折叠蛋白反应（UPR），持续无法缓解的内质网应激会引发细胞凋亡。许多疾病的发生过程，诸如心血管疾病，糖尿病和神经退行性疾病等，都伴随着错误折叠的蛋白在内质网中的积累。调控内质网应激来缓解相关疾病已有了一些尝试。然而，如何有效调控内质网介导的细胞命运抉择还有待进一步研究。我们前期的工作鉴定了一个定位于内质网的含跨膜区的E3连接酶RNF183，发现其受持续内质网应激的激活，通过泛素化修饰降解抗凋亡因子Bcl-xL来实现持续内质网应激诱发的细胞凋亡。鉴于RNF183很可能靶向其他底物，而其活性的生理功能也不清楚，本项目中，我们计划通过蛋白质组学等方法系统筛选RNF183的候选底物，验证这些底物与RNF183的作用，并进一步剖析这些蛋白在细胞应激诱发的适应及凋亡中的功能，最终利用小鼠模型探索已知底物及新底物在生理和病理条件下的功能。

内质网应激反应及其诱导的凋亡与许多疾病的发生发展密切相关，包括神经退行性疾病、糖尿病。通过调控内质网应激来缓解相关疾病已有了一些探索。然而, 如何有效调控内质网介导的细胞命运抉择还有待进一步研究。我们的前期工作，鉴定了一个定位于内质网的E3连接酶RNF183 ，它在持续的内质网应激诱导凋亡中起重要作用。鉴于RNF183很可能靶向其他底物，且其调控内质网应激中的功能还有待进一步研究。本项目建立了基于SLIAC定量蛋白组学技术筛选RNF183候选底物的实验方法，结合新型的近端标记 PUP-IT系统，我们筛选了一系列可能与RNF183相互作用的蛋白，免疫沉淀及体外实验验证了与RNF183互作的蛋白。通过体内泛素化实验筛选出5个泛素化底物。我们的研究发现RNF183能够直接结合eEF1A1，多聚泛素化修饰eEF1A1。内质网应激诱导凋亡时eEF1A1水平的显著降低，而敲低RNF183的表达时，eEF1A1的表达水平会上升。这些结果表明，RNF183 可能通过下调 EEF1A1 调控 ER 应激诱导的细胞凋亡。