核糖核苷酸还原酶调节亚基RRM2在化学致癌剂诱导细胞恶性转化中的非酶作用和机制研究

Ribonucleotide reductase (RR) is a unique enzyme responsible for the reduction of NDPs to dNDPs, the building blocks for DNA synthesis. Recent studies reported that RRM2 excepting to form the whole RR enzyme together with RRM1, it also plays a important role in the cell malignant transformation and tumor development independent its enzyme activity. But the molecular mechanism involved in these effects is still not clear. Our previous data demonstrated that RRM2 high expression and its RR activity inactive mutant overexpression promoted the carcinogen MNNG-induced cell malignant transformation, suggesting that RRM2 could also regulate this process in a RR independent manner. On the bases of our and other studies, we aim to investigate the molecular mechanism of RRM2 non-RR role in chemical carcinogen induced cell malignant transformation. In fine, we want to elucidate the function of RRM2 mediated tumor formation induced by chmical carcinogen.

核糖核苷酸还原酶（RR）是DNA合成限速酶，将NDPs还原为dNDPs、为DNA正常复制和损伤修复提供原料，在肿瘤的形成、发展及转移等过程中发挥重要的作用。我们近期研究发现，亚硝胺类化学致癌剂MNNG诱导细胞恶性转化过程中存在RR调节亚基RRM2持续高表达、可能参与调控细胞恶性增殖及细胞运动关键基因的激活，重要的是RRM2的RR酶活性缺失突变体也具有促进MNNG诱导的细胞恶性转化作用，提示RRM2可能通过非RR酶依赖途径参与细胞转化乃至肿瘤形成，但RRM2非酶功能在肿瘤发生发展中的作用及具体机制尚不清楚。本项目拟在上述基础上，应用MNNG诱发人胃上皮粘膜细胞恶性转化的细胞和动物模型，以相互作用蛋白为切入点，研究RRM2在细胞恶性转化和肿瘤发生发展中的非酶作用，揭示RRM2在此过程中介导的关键通路和分子及其调控机制。本研究成果将对进一步阐明环境化学致癌物致肿瘤机理并进行干预提供新的科学依据。

核糖核苷酸还原酶（RR）是DNA合成限速酶，将NDPs还原为dNDPs、为DNA正常复制和损伤修复提供原料，在肿瘤的形成、发展及转移等过程中发挥重要的作用。我们近期研究发现，亚硝胺类化学致癌剂MNNG诱导细胞恶性转化过程中存在RR调节亚基RRM2持续高表达、可能参与调控细胞恶性增殖及细胞运动关键基因的激活，重要的是RRM2的RR酶活性缺失突变体也具有促进MNNG诱导的细胞恶性转化作用，提示RRM2可能通过非RR酶依赖途径参与细胞转化乃至肿瘤形成。进一步研究发现，MNNG暴露上调转录因子E2F3的表达，进而与NFYB形成复合物转录激活RRM2的表达，参与DNA的损伤修复功能。质谱检测发现RRM2存在多个相互作用蛋白，其中TXR与其直接结合，介导RR全酶功能的调控。本研究揭示了RRM2在细胞恶性转化和肿瘤发生中的酶与非酶的作用，并阐明MNNG诱导的RRM2表达上调的分子调控机制。本研究成果将对进一步阐明环境化学致癌物致肿瘤机理并进行干预提供新的科学依据。