C/EBPα磷酸化与泛素化降解之间的关系及其在白血病细胞凋亡中的作用

最近，本课题申请人发现在白血病细胞凋亡过程中，剪切活化的蛋白激酶Cδ（PKCδ）能够有效诱导造血细胞分化相关转录因子C/EBPα蛋白发生泛素化修饰并通过蛋白酶体途径降解。进一步地，我们发现活化的PKCδ在介导C/EBPa蛋白泛素化之前会诱导该蛋白磷酸化的发生，这提示PKCδ诱导的C/EBPα蛋白磷酸化与泛素化之间可能存在密切的相互关系。同时我们也发现C/EBPa能够显著抑制多种化疗药物所诱导的白血病细胞凋亡。在此工作的基础上，本课题旨在进一步阐明活化的PKCδ介导C/EBPα蛋白磷酸化修饰的分子机制以及与该蛋白泛素化修饰之间的相互调控关系，并通过本课题组已建立的高通量比较蛋白质组学技术，明确C/EBPα抑制白血病细胞凋亡的分子机制。这不仅可能为蛋白质磷酸化和泛素化修饰之间的动态相互作用及其机制提供新的例证而且可望开拓C/EBPα的新功能，具有理论创新意义。

本课题在前期工作的基础上，从三个层面上研究了蛋白激酶C-delta （PKCδ）介导白血病细胞凋亡的分子机制，并深入研究了PKCδ对造血细胞分化相关转录因子CCAAT/enhancer-binding protein alpha（C/EBPα）的磷酸化修饰及其在细胞凋亡过程中的生物学功能。首先，我们建立了可以在白血病细胞株U937中诱导表达PKCδ活化片段（PKCδ-CF）的稳定细胞株，随后通过基于稳定同位素标记（SILAC）技术的磷酸化蛋白质组学技术成功的鉴定了包括C/EBPα蛋白在内的59个PKCδ磷酸化底物，并且对一步分未报到底物进行了体外磷酸化的验证。此项研究第一次系统的阐释了PKCδ在诱导白血病细胞凋亡过程中所调控的游信号通路网络，对其底物的发现为我们进一步深入研究PKCδ介导白血病细胞凋亡的分子机制提供了重要线索， 相关工作发表在蛋白质组学国际杂志Journal of proteome。其次，我们有进一步深入的研究了PKCδ调控C/EBPα磷酸化的分子机制及其生物学功能。我们首次发现PKCδ可以催化C/EBPα在丝氨酸21位, 266位和277位三个位点的磷酸化，并且进一步通过实验证明经过PKCδ磷酸化的C/EBPα定位由细胞核转入细胞浆随后发生范素化降解， 相关工作发表在Biochemical and Biophysical Research Communications 上。最后，我们进一步通过对C/EBPα下游分子进行了研究发现C/EBPα可以结合半乳糖凝集素-1（Galectin-1）的启动子，并且直接调控其转录表达。并进一步发现C/EBPα可以与低氧诱导因子（HIF1α）相互作用，共同调控Galectin-1的表达。此项工作表示C/EBPα调控白血病细胞的抗凋亡作用可能与细胞对低氧环境的反应有关，相关工作已发表在The Journal of Biological Chemistry杂志上。