Ph+慢性粒细胞白血病中原癌蛋白SET的Neddylation修饰与化学干预

Along with the wide use of the Tyrosine kinase inhibitor (TKI), such as, Imatinib, drug resistance has become a major issue in clinical applications and also a big challenge for the therapy of Philadelphia chromosome-positive chronic myelocytic leukemia (Ph+-CML). We previously found a novel 2-pheyloxypyrimidine compound TGI1002 that can effectively inhibit the proliferation of Ph+-CML cells with BCR-ABL T315I mutation. By binding to oncoprotein SET, TGI1002 can specifically disrupt SET-PP2A interaction. Recently, we identified for the first time that SET has NEDD8 conjugation and its neddylation participates in its interactions with other proteins. In the present study, we will elucidate the E3 ligase for SET neddylation and the key amino acids of SET involved in this process, investigate the regulation and biological consequences of SET neddylation, and validate the correlation between SET neddylation and the development of Ph+-CML. Meanwhile, we will also design and synthesize small molecule SET neddylation inhibitors, and examine their efficacy at the molecular, cellular and animal levels, which will provide a new strategy and effective tools to fight TKI-resistant Ph+-CML.

随着伊马替尼等酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的广泛使用，临床耐药情况变得日趋严重，已成为治疗费城染色体阳性慢性粒细胞白血病（Ph+-CML）的重大挑战。本课题组前期发现，苯氧基嘧啶化合物TGI1002可特异性结合原癌蛋白SET，通过干扰SET与PP2A相互作用有效对抗T315I突变导致的耐药Ph+-CML。近期又发现SET存在Neddylation修饰并参与它与其它蛋白质间的相互作用。.本课题将系统分析SET的Neddylation修饰位点和相关修饰酶，研究Neddylation修饰后SET蛋白参与的信号转导网络及其调控，验证SET Neddylation修饰与Ph+-CML及其耐药发生发展的相关性，同时设计和合成干预SET Neddylation修饰的小分子化合物并在分子、细胞及动物水平验证其有效性，为解决TKI耐药问题和治疗Ph+-CML提供新的靶标和原创分子。

随着分子靶向药物的广泛应用，临床耐药已成为Ph染色体阳性慢性粒细胞白血病（Ph+ CML）治疗的一大难题，亟需发掘新靶标和原创分子。SET蛋白通过抑制磷酸酶PP2A激活是耐药性白血病干细胞存活的重要因素之一，深入探索其基因表达及蛋白功能调节具有重要研究价值。本项目首先研究了Ph+ CML细胞系中SET蛋白在翻译后水平的调控，虽然预实验发现了疑似Neddylation修饰蛋白条带，但在进行重复实验和深入验证时发现，该研究结果不能重复，究其原因可能是由早期购买的SET蛋白多克隆抗体特异性不佳所造成的。鉴于PP2A是SET发挥促癌活性的关键蛋白，BCR-ABL蛋白不仅是Ph+ CML发病的直接原因也与SET蛋白功能密切相关，因此，本项目进一步考察了二者是否存在Neddylation修饰。结果表明，PP2A也不存在Neddylation修饰，但是我们首次发现了BCR-ABL在细胞内可以被Neddylation修饰且与其泛素化修饰存在拮抗关系。Neddylation修饰可以增加BCR-ABL的蛋白稳定性，延长其蛋白半衰期，该发现揭示了Ph+ CML细胞调节BCR-ABL蛋白稳定性的新机制。此外，本项目还研究了SET蛋白在转录后水平的调控，发现miR300可通过抑制SET表达激活PP2A从而发挥抗增殖和促进CML细胞凋亡的双重功能，这为Ph+-CML的临床治疗提供了新的原创候选分子。最后，研究了SET蛋白C末端酸性结构域缺失对Ph+ CML细胞增殖的影响，分析了C末端介导SET蛋白调控K562细胞增殖的潜在靶点和下游信号通路。综上所述，本项目为中CML细胞中SET及其相关蛋白的翻译后修饰、转录后调控、结构与功能提供了新的见解，也为Ph+ CML的临床治疗提供新的靶标和原创候选药物，并为克服伊马替尼耐药CML提供了新的治疗策略与手段。