FIH氧依赖调节低氧诱导因子转录活性的分子作用机制及其对肾细胞癌靶向治疗的实验研究

肾细胞癌多由于抑癌基因VHL的突变以及超甲基化等原因导致低氧诱导因子的过度表达，低氧诱导因子过度表达所致的恶性度增高、抗癌药物抵抗以及预后不良一直是肾细胞癌治疗的重点及难点。FIH通过对低氧诱导因子C端转录活性区域asparagine 803位点的羟化修饰抑制其转录活性，减少肿瘤血管生成，从而起到抑癌作用。我们发现，Bortezomib以及YC-1 等药物可以通过促进FIH与低氧诱导因子的结合抑制其转录活性，但其分子作用机制尚不明确。本项目拟以Bortezomib作为药理学工具，通过IP、RT-PCR、Hydroxylation assay等关键技术，利用多种肾细胞癌细胞系及动物模型，综合探讨FIH活性调节机制，并利用其调节体系研发新的FIH靶向治疗肾细胞癌的方法，为临床应用提供理论依据。

肾脏肿瘤中85%为肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC）简称肾癌，是泌尿系统常见的恶性肿瘤之一，位于泌尿系统肿瘤的第二位，占所有成人恶性肿瘤的2%～3%。约75%的RCC为肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma），其中40%的肾透明细胞癌表现为抑癌基因VHL（Von Hippel-Lindau）的突变及超甲基化等表型缺陷。肾细胞癌由于VHL的突变以及超甲基化等原因可导致低氧诱导因子的过度表达，低氧诱导因子过度表达所致的恶性度增高、抗癌药物抵抗以及预后不良一直是肾细胞癌治疗的重点及难点。. 低氧诱导因子（HIF-1α）在细胞适应低氧环境中起重要作用，其作用方式具有典型的氧依赖性。在有氧条件下，HIF-1α可被脯氨酰羟化酶（PHD）和pVHL迅速降解，或受另一种羟化酶FIH（factor inhibiting hypoxia inducible factor）的调控而转录失活。目前，对于HIF-1α蛋白稳定性的调控机制已基本明确，但对其转录活性调控的氧浓度依赖性却知之甚少。由于在体外实验中已证明pVHL与FIH之间存在直接的相互作用，我们进一步检测了pVHL是否通过与FIH的相互作用从而调节HIF-1α的转录活性。研究发现HIF-1α-FIH的相互作用可被缺氧所阻断，体内外实验结果证实pVHL可同时与HIF-1α和FIH相互作用，且过表达或干扰VHL可明显促进或减弱HIF-1α- FIH的相互作用。此外，由于pVHL-FIH的相互作具有氧浓度依赖性，使FIH可根据缺氧的严重程度精密地调控HIF-1α转录活性的失活。以上结果表明，pVHL可作为FIH靶向调控HIF-1α转录活性的关键调节因子。综上所述，我们认为pVHL在调控HIF-1α蛋白稳定性和转录活性的氧依赖模式中起着至关重要的开-关作用。因此，pVHL可成为靶向调控HIF-1α转录活性的新靶点。. 本课题通过观察Bortezomib等药物对FIH的激活作用，进一步深入探讨FIH活性调节机制，全面揭示低氧条件下FIH调节HIF-1α的信号通路，阐明了FIH调节作用的新机制，扩展对FIH调节的特点、规律及FIH靶向药物应用等领域的认识，对今后FIH作为靶点的肾细胞癌的治疗具有积极的指导意义。