PARP-1调控p16/pRb通路在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的作用及其机制研究

Some studies suggested that p16INK4A plays a critical role in carcinogenesis. Our previous study demonstrated that inhibition of p16 could be induced by decreased PARP-1 in cells exposed to hydroquinone. In addition, the reciprocal modulation existed in ribosylation and phosphorylation. These results showed that PARP-1 plays an important role in gene transcription of p16INK4A. However, the underlying mechanism in hydroquinone carcinogenesis is still unclear. Combined with the hydroquinone-induced malignant transformation of TK6 cells, plasmid transfection and immunoprecipitation, this study is aimed to investigate the effect of p16/pRb signaling pathway in the tumor formation induced by hydroquinone. On this foundation, we will use overexpression and inhibition method to confirm the regulation of p16/pRb signaling pathway by PARP-1and its role in the tumor formation induced by hydroquinone. Meanwhile, PARP-1 deficient TK6 human lymphoblastoid cell strain was established by RNA interference technique, and the high expression of TK6 human lymphoblastoid cell line of PARP-1 would be constructed. Through chromatin immunoprecipitation, Western blot and reverse blocking technology, we will clarify the molecular mechanism of PARP-1 regulation p16/pRb signaling pathway. We hope these results could provide therapeutic target and insight of preventing HQ-induce tumor formation.

研究表明，p16INK4A基因的失活是肿瘤发生发展过程中重要的分子事件。我们前期研究发现，氢醌可通过抑制PARP-1活性导致抑癌基因p16失活；另外，在氢醌作用下由PARP-1所催化的聚ADP-核糖化与蛋白磷酸化间也存在相互调控作用，提示PARP-1可能是调控p16INK4A基因转录的重要因子，但其在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的调控机制尚不清楚。本项目拟通过氢醌诱导细胞恶性转化模型，利用质粒转染和免疫共沉淀等技术，系统研究p16/pRb通路在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的作用；在此基础上，通过诱导和抑制PARP-1活性，证实PARP-1对p16/pRb信号通路的影响及其在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的作用；同时，通过建立PARP-1缺陷和高表达细胞株，采用免疫沉淀、免疫印迹及反向阻断技术等，阐明PARP-1调控p16/pRb信号通路的机制，为氢醌致癌寻找新的治疗靶点提供理论和实验依据。

苯是公认的人类致癌物，但其毒作用机制仍远未阐明，给苯中毒的诊断和治疗方面带来一定困难。氢醌是苯和酚在体内的重要代谢产物之一，也是苯在机体中发挥毒性作用的重要物质之一。我们前期研究发现，氢醌可通过抑制PARP-1活性导致抑癌基因p16失活，但其在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的调控机制尚不清楚。因此我们采用质粒转染、免疫共沉淀、核糖化分析等技术开展了如下相关研究：（1）建立PARP-1缺陷、p16缺陷和PARP-1高表达细胞株以及生物学性状研究；（2）PARP-1和p16在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的作用研究；（3）构建氢醌诱导的TK6细胞恶性转化模型；（4）研究PARP-1对p16/pRb信号通路的影响及其在氢醌诱导细胞恶性转化过程中的作用；（5）探讨PARP-1调控p16蛋白表达异常的分子机制。结果发现：（1）TK6细胞长期暴露于氢醌下，PARP-1可能通过上调p16/Rb和p53减缓细胞周期进程，而p16则通过抑制Rb和p53的表达加速细胞周期进程，从而参与了氢醌诱导的细胞恶性转化过程；（2）TK6细胞短期暴露于氢醌下，PARP-1被激活，进而调控p16/pRb信号通路，减缓细胞周期进程，促进细胞凋亡，同时PARP-1亦可影响p16核糖化水平；（3）短期氢醌作用下，JNK1信号通路被激活，但PARP-1不通过JNK1信号通路调控p16活性进而影响氢醌诱导细胞恶性转化过程。研究结果将有助于为阐明氢醌致癌的分子机制提供新的思路，并可为氢醌致癌寻找新的治疗靶点提供理论和实验依据。