癌基因Pim1对衰老相关分泌表型(SASP)的调节作用及其应用转化研究

Oncogene Pim1 is a serine / threonine kinase, and its up-regulation is closely related to the occurrence and development of various tumors. Our previous studies have shown that Pim1 is an important regulator of cell senescence. It can promote aging-related heterochromatin (SAHF) formation by phosphorylating HP1 ((Aging Cell, 2014, 13: 879-889), or increase the genomic DNA instability of the senescent cells by the target protein UHRF1 (this study has been accepted by Oncogene, see annex), suggesting that Pim1 can regulate multiple phenotypes of senescent cells. On this basis, this project will further explore the regulation of Pim1 on senescence-related secretion phenotype (SASP) and its molecular mechanism. Our preliminary works showed that inhibition of Pim1 attenuated expressions of IL-6 and IL8, two important SASP, in senescent cells, whereas over-expression of Pim1 in young cells promoted IL-6 and IL-8 expression, suggesting that Pim1 also plays an important role in SASP regulation. Because SASP is closely related to the occurrence of a variety of age-related diseases, it is also the focus of this study that inhibiting the activity of Pim1 to achieve the goal of preventing and treating age-related diseases.

癌基因Pim1是一丝氨酸/苏氨酸激酶，其表达的上调与多种肿瘤的发生、发展密切相关。我们以前的研究显示，Pim1是细胞衰老的一个重要调节因子。它既可通过磷酸化HP1ɣ促进衰老相关的异染色质(SAHF)形成(Aging Cell,2014,13:879-889),也可通过靶蛋白UHRF1引起衰老细胞基因组DNA不稳定性增加（该研究已被Oncogene接收，见附件），提示Pim1可调节衰老细胞的多种表型。在此基础上，本项目将进一步探讨Pim1对衰老相关分泌表型(SASP)的调节作用及其分子机制。我们前期工作显示：抑制Pim1可衰减IL-6和IL8两个重要SASP表达；而过表达Pim1可促进IL-6和IL-8的表达，提示：Pim1在SASP的调节中也起着重要作用。因为SASP与多种老年性疾病的发生密切相关，所以通过抑制Pim1活性从而达到防治老年性疾病的目的，也将成为本课题的研究重点。

在我们研究癌基因Pim1对衰老相关分泌表型(SASP)的调节作用中发现：在体外细胞培养中，过表达Pim1可诱导年轻细胞早衰以及IL6和IL8等SASP表达的上调，并且利用siRNA抑制Pim1的表达可衰减bleomycin诱导衰老细胞中IL6和IL8表达，但在重复该研究结果时发现，利用shRNA特异抑制Pim1对bleomycin诱导的衰老细胞IL6和IL8表达的影响并不明显，同样的现象也出现在Ɣ射线诱导的衰老细胞中，这提示，在细胞衰老背景下，Pim1不是调节SASP的主要分子。有鉴于此，我们将研究重点集中在了另一个SASP调节分子LOXL2上。关于LOXL2的研究成果如下：. 基因表达谱分析显示，在复制性衰老，DNA损伤诱导的细胞衰老和癌基因诱导的细胞衰老中LOXL2含量下调，然而过表达细胞周期蛋白激酶抑制因子p16INK4A诱导的细胞衰老中LOXL2含量未变，提示LOXL2含量的下调可能与DNA损伤反应相关。确实，在bleomycin诱导的早衰细胞中，利用小分子化合物抑制ATM或CHK2活性可衰减LOXL2表达的下调，提示ATM信号途径通过翻译后修饰作用调节LOXL2的表达。我们的研究进一步发现，LOXL2不仅是一个重要细胞衰老调节因子，而且在调节SASP表达中也起着重要作用。通过对IL6表达调控机制研究发现，LOXL2通过改变染色质结构与NF-kB一起协同调节SASP的表达。以上研究成果对于揭示SASP表达的分子机制提供新的线索，为老年性疾病的治疗提供了新思路。