超氧化物岐化酶铜伴侣蛋白对缺氧诱导因子1活性影响机制的研究

Hypoxia inducible factor 1 is a transcriptional factor sensitive to oxygen. It can induce the expression of many growth factors involved in angiogenesis. The project will investigate the mechanism for HIF1 activity regulation, providing theoretical foundation for ischemic heart diseases therapy through HIF1 pathway. Recent researchers have found that the trace element-copper can influence the development of ischemic heart diseases and the activity of HIF1. While copper chaperon CCS can also affect the activity of HIF1. Because there is nearly no free copper ion in organism, we presumed that copper influence the activity of HIF1 through binding to CCS. But whether the CCS and copper exist in cellular nucleus? How CCS affect the activity of HIF1? These scientific questions are still not clear. In this project, we will research in the following three aspects: (1) the nuclear localization of CCS. (2) the level of copper in nucleus and the CCS influence on copper level in nucleus. (3) which part the CCS affect HIF1 activity. The perspective result is that copper-CCS affect the activity of HIF1 through influencing the protein level of HIF1 and the formation of HIF1 transcriptional complex.

缺氧诱导因子1（HIF1）是对氧敏感的转录因子，缺氧时可启动多种血管生成相关因子的表达。本项目研究将深入探索HIF1活性的调节机制，为将HIF1通路应用于缺血性心脏病的治疗提供理论依据。目前研究发现微量元素铜对缺血性心脏病的发生发展以及HIF1的活性有重要意义。而铜伴侣蛋白CCS亦能影响HIF1活性。由于机体内几乎没有游离的铜离子存在，因此我们推论：铜离子通过载铜蛋白CCS影响HIF1活性的。但是铜离子与CCS是否存在于细胞核内？CCS在哪些环节影响HIF1转录活性的发挥？等科学问题还不清楚。本项目拟从（1）CCS在细胞核的亚细胞定位研究；（2）铜离子在细胞核内的存在水平以及CCS对核内铜含量的影响；（3）CCS对HIF1活性的影响环节；三大方面来研究铜-CCS对HIF1活性的影响机制。预期结果是铜-CCS通过影响HIF1的蛋白水平以及HIF1转录符合物的形成来影响其活性。

缺氧诱导因子 1（HIF-1）是对氧敏感的转录因子，缺氧时可启动多种血管生成相关因子的表达。本项目研究将深入探索 HIF-1活性的调节机制，为将 HIF-1 通路应用于缺血性心脏病的治疗提供理论依据。已有研究发现微量元素铜对缺血性心脏病的发生发展以及HIF-1的活性有重要意义，铜伴侣蛋白 CCS 能影响 HIF-1转录活性。但是CCS是如何影响HIF-1转录活性的？铜离子与CCS 是否存在于细胞核内？等科学问题还不清楚。围绕这些问题本项目进行了以下两部分内容的研究：（1）铜、CCS 对 HIF-1 活性影响的研究；（2）检测铜离子在细胞核内的存在水平以及 CCS 对核内铜含量的影响。.得到的结果如下：（1）CCS可能通过影响Sp1的蛋白水平，继而影响HIF-1A 基因的转录，使在物理缺氧或化学药物诱导下HIF-1α蛋白聚集量减少，最终影响到HIF-1对下游基因的转录调控活性。（2）CCS确实在细胞核内有存在。缺氧后，细胞核内 CCS和铜含量均有所增加，而在 siRNA沉默CCS后，细胞核内的铜含量有进一步增加。另一方面，TEPA处理细胞后，细胞核内的 CCS含量无论在常氧还是缺氧下都明显降低，并且缺氧状况下 CCS入核增加的现象也消失了。这提示我们铜可能是 CCS入核的信号。.本研究项目所取得的结果首次证实了CCS 在细胞核内的重要作用，及其与核内铜离子进出的关系，开拓了 CCS 研究的新方向。本项目还发现HIF-1 活性调控的新途径，为更好的利用 HIF-1 通路开发药物打下了基础。.以上研究内容与结果已基本达到最初的研究目的，预期的科学问题得到基本解决。目前已以第二部分内容撰写并投稿1篇SCI论文，正在under review。计划以第一部分研究内容再发一篇SCI论文，正在做最后的修补。