镍暴露下GADD45α调控JNKs/p38信号通路的分子机制

Nickel, as one of the well-known oxidative stress compound in contemporary society, involved in a various of tumorigenesis. But the underlying mechanisms involved in tumor formation are not well clarified. Our preliminary work showed that the inducible expression of GADD45α due to nickel exposure provided an inhibitory effect on JNK/p38 activation. This project will reveal the mechanisms underlying GADD45α regulation of JNK/p38 pathway on GADD45α-/- MEF and HCT116 cell lines through reconstitutional expression, Western Blot, Immunoprecipitation and flow cytometry. Our research will further provide insight into understanding the big picture of GADD45α in the regulation of cellular responses to oxidative stress and environmental carcinogens.

镍及其化合物是现代社会人类接触的主要氧化应激物质，且与多种肿瘤的发生发展密切相关，但其导致细胞转化的机制尚不明确。本项目的前期工作表明，镍暴露下，细胞生长受到抑制、DNA损伤因子GADD45α的表达明显升高，基因敲除GADD45α可见JNK和p38的活性增高-这提示GADD45α在氧化应激刺激下能通过抑制JNK和p38的活化导致细胞转化和肿瘤发生。而已有研究表明，在砷暴露下GADD45α则上调JNK的活性。因此，本项目拟以基因敲除GADD45α的MEF细胞系和HCT116细胞系为研究对象，利用基因表达重建、免疫印迹、免疫共沉淀、流式细胞术等手段深入解析GADD45α在氧化应激过程中（镍暴露下）调控JNKs/p38信号通路的分子机制，评价其对细胞凋亡和转化的重要意义，为防治镍污染、降低肿瘤发生发展提供新策略。

生长抑制和DNA损伤45α为GADD损伤诱导家族成员，可被氧应激诱导表达。有研究表明，GADD45α表达上调可活化MKK4/JNK 通路。然而我们的研究发现，小鼠胚胎成纤维细胞中（MEFs）敲除 GADD45α (GADD45α-/-) 导致 MKK4/7, MKK3/6磷酸化升高，同时JNK/p38 及其下游转录因子c-Jun 和 ATF2活化。而GADD45α-/- MEFs细胞中 HA-GADD45α 的表达重建可回复这一现象。进一步的研究表明，敲除 GADD45α 可抑制PP2Cα的表达和MKK3/6 及 MKK4/7的磷酸化。GADD45α-/-细胞中异位表达HA-PP2Cα可降低 MKK3/6-p38和 MKK4/7-JNK通路的活性。综上，本研究发现了GADD45α 调控MKK/MAPK通路新的分子机制，为阐明GADD45α在氧应激和环境致癌物中的作用提供了重要的依据。