博来霉素水解酶表达的调节机制及其肿瘤药理学应用研究

Bleomycin hydrolase(BLH) makes bleomycin loss of its action through deamination and is one of important factors determined action of bleomycin toward to different tumors. However, it is still elusive how BLH expression is regulated. Based on the novel pre-experimental data, the present application will be further elucidated the modulation mechanism of BLH expression and effects of BLH on sensitivities of bleomycin to tumor cells via promoter analysis of BLH gene, regulation mechanism of p53 signaling pathway, epigenetic modification of BLH expression and interaction between BLH and bleomycin at molecular level. The results will be got by using a lot of techniques including cell and molecular biology. The novel study of the project not only lays a theoretic foundation for the development of new bleomycin antibiotics and help demonstration of physiological function of BLH in human cells.

博来霉素水解酶（Bleomycin hydrolase, BLH），通过脱氨基作用使博来霉素失去活性，这是决定博来霉素对不同肿瘤有效性的重要因素之一。不过，BLH的表达是如何调节的，国内外一直来缺乏深入的研究。本项目在取得较好预实验结果的基础上，使用多种细胞和分子生物学技术，通过BLH基因启动子的结合分析、p53信号通路的调节机制、表观遗传修饰对BLH表达的影响，以及BLH与博来霉素类药物分子水平相互作用等方面，进一步阐明BLH影响肿瘤细胞对博来霉素敏感性的机制和表达调控机制。本项目的创新性研究，不仅为博来霉素类新药的开发提供理论依据，还有助于阐明BLH在人体细胞内的生理机制。

博来霉素类抗肿瘤抗生素是睾丸癌、某些淋巴瘤治疗的一线药物，有其独特的疗效。基于精准医学的理论，阐明肿瘤细胞的分子标志物，将有助于提高此类抗肿瘤药物的疗效、降低毒副作用。本课题从药物代谢酶博来霉素水解酶的表达调节机制入手，应用多种细胞和分子生物学技术，通过以下内容：① p53信号通路调节BLH表达的机制；② BLH影响博来霉素类药物敏感性的机制；③ BLH蛋白降解的机制；④ BLH体外代谢博来霉素类抗生素的分子作用机制；⑤ 表观遗传修饰影响BLH表达的机制等方面进行了较全面的研究。取得了多项研究进展，部分成果为国内外首次发现。共发表基金号标注的论文15篇，其中SCI研究论文4篇，中文研究论文3篇，综述8篇。另外，还有3篇SCI研究论文有待发表。培养博士研究生3名，青年研究骨干1名。. 本研究首次发现和阐明了抑癌基因p53通过转录因子AP-2a调节BLH表达的分子机制，首次阐明了BLH蛋白被凋亡信号通路关键分子Caspase-3和Caspase-9特异切割的机制。进一步确定了BLH是博来霉素类抗生素敏感性的生物标志物，此外，还首次发现BLH能影响肿瘤细胞对顺铂、羟基喜树碱及吉西他滨的敏感性。初步阐明了表观遗传修饰影响BLH表达的机制，组蛋白去乙酰化抑制剂引起BLH表达下降。通过BLH融合蛋白，研究了BLH代谢博宁霉素和博来霉素的作用机制。确定了Ubc9、p53、Nrf2是影响博来霉素类敏感性的分子标志物。本研究结果深入阐明了BLH在肿瘤细胞中的作用机制及表达的调节机制，解决了多年来对博来霉素水解酶作用的争议，有助于阐明BLH在人体内的生理机制。本研究结果对于指导新颖的抗肿瘤抗生素研发、精准预测临床患者对抗肿瘤药物的敏感性，提供了原创性的理论依据。