Nucleophosmin蛋白修饰变化在肿瘤细胞增殖分化与凋亡调控中的作用机制研究

Our research has confirmed that nucleophosmin (NPM) is a commom differential nuclear matrix protein in the proliferation, differentiation and apoptosis of different tumor cells. In addition, it has confirmed the interaction between NPM and c-Myc,c-Fos,P53 and Rb, and their alteration of co-localization and movement during the differentiation and apoptosis of tumor cells. NPM is a key point of the regulation and an important functional regulated protein in the proliferation, differentiation and apoptosis of carcinoma cells. The phosphorylation level of NPM descended during the differentiation of tumor cells. Based on the above-mentioned works, we plan to investigate the different types and degrees of modification of NPM and its interactional proteins, to compare the different influences of cell differentiation and nuclear apoptosis inducer on the protein modification, to screen and examine the proteins' interact with NPM, and to observe the ultrastructure localization and alteration of NPM and its interaction proteins. The present research will clarify the mechanism of the alteration of NPM modification during the proliferation, differentiation and apoptosis of tumor cells, and integrate the molecular regulating network of the proliferation, differentiation and apoptosis of tumor cells. These results will be able to provide a new direction for the studies on regulative mechanism of cellular proliferation, differentiation and apoptosis, and offer sufficient scientific foundation to pathological diagnosis and pharmaceutic research targeting on NPM.

我们的研究证实Nucleophosmin（NPM）是不同肿瘤细胞增殖、分化与凋亡的共同差异核基质蛋白，确证NPM与 c-Fos、c-Myc、P53和Rb相互作用及它们在肿瘤细胞分化与凋亡过程中存在共定位和移位改变，NPM是肿瘤细胞增殖分化与凋亡调控关键作用节点和重要功能调控蛋白，在肿瘤细胞分化过程中NPM 蛋白磷酸化水平下降。为此，我们拟进一步检测NPM及其相互作用蛋白的修饰类型和修饰程度变化，比较不同的细胞分化和凋亡诱导物对NPM蛋白修饰变化影响和全细胞与核基质蛋白中NPM蛋白修饰差异，筛查NPM相互作用蛋白、观察NPM与其相互作用蛋白的亚细胞定位与转运变化。阐明NPM蛋白修饰变化在肿瘤细胞增殖分化与凋亡调控中的作用机制，以此为切入点整合肿瘤细胞增殖分化与凋亡的分子调控网络。找出细胞增殖、分化与凋亡调控机理研究新方向，为以NPM为靶向性蛋白的病理诊断和药物研究提供充分科学依据。

项目研究在前期确证NPM是肿瘤细胞增殖分化与凋亡的重要功能调控蛋白的基础上，应用基因分子生物学和定量蛋白质组学等技术，研究NPM对肿瘤细胞的调控机制。项目研究进一步确证NPM表达在肿瘤细胞生命活动中的作用功能，从人肝癌SMMC-7721细胞及其分化与凋亡处理组细胞中分别鉴定到与NPM相互作用蛋白442个、218个和812个。分析比较肿瘤细胞凋亡过程中NPM从细胞核仁、核质到细胞质的转位及其相互作用蛋白群的变化，分别在SMMC-7721和人成骨肉瘤MG-63细胞中证实NPM正常定位组细胞与NPM相互作用蛋白300个和213个，而NPM突变异常定位组细胞与NPM相互作用蛋白为200个和46个。磷酸化和乙酰化蛋白质组学分析显示在MG-63细胞NPM蛋白有S70等5个位点有磷酸化修饰，其中S139、S260和S243三个位点在细胞凋亡过程中磷酸化水平上调，S70、S125和S139三个位点在细胞分化过程中磷酸化水平下调。另有K32等4个位点存在乙酰化修饰，其中K248、K267二个位点在细胞分化与凋亡过程中乙酰化水平出现上调变化。对MG-63细胞分化与凋亡的化已定量蛋白表达谱分析显示其凋亡组细胞磷酸化上调蛋白463个、下调796个，乙酰化上调蛋白194个、下调135个；分化组细胞磷酸化上调蛋白452个、下调1103个，乙酰化上调蛋白433个、下调295个。对NPM与相互作用蛋白PRDX6关系的研究，确证了NPM对细胞氧化应激内稳态的影响。经由生物信息学分析和NPM与相互作用蛋白网络的构建，阐明了NPM蛋白修饰、功能与定位变化及其与相互作用蛋白的改变，对相关细胞信号通路的影响，及由此而影响细胞核糖体合成、细胞周期、细胞粘附与细胞连接等细胞生命活动的作用机制。为以NPM等细胞生命活动重要功能调控蛋白为切入点，研究人类重大疾病细胞生理与病理活动调控机理，提供了重要研究基础、科学依据和深入探索的新方向，并为以NPM及与其相互作用蛋白为靶向的抗癌药物和肿瘤标志物研究提供了准确可靠的科学依据。