免疫调节药物结合蛋白cereblon调控p53核质分布及其影响多发性骨髓瘤细胞增殖的机制研究

Multiple myeloma is one incurable blood cancer, which is characterized by the formation of malignant plasma cells in blood. Although the median survival of myeloma patients is improved in the recent years, this disease is still incurable due to its frequently relapse and resistance to currently available drugs. Therefore, it is useful for the treatment of multiple myeloma to investigate the pathogenesis and discover potential new therapeutic targets. Our preliminary results show that the immunomodulatory drug, such as lenalidomide and its structural analogs, binding protein cereblon (CRBN) directly interacts with p53, and regulates its nuclear-cytoplasmic distribution. Therefore, we propose that the regulation of CRBN on the nuclear-cytoplasmic distribution of p53 affects the proliferation of multiple myeloma cells. To prove this hypothesis, we will further identify the binding domain between CRBN and p53, explore the function of CRBN on p53, and the effect of CRBN-mediated p53 nuclear-cytoplamic distribution on the proliferation of multiple myeloma cells by performing protein expression, shRNA knockdown, immunoprecipitation, Western blotting, and immunocytochemistry in cell and animal models. We expect that our project will elucidate the molecular mechanism by which CRBN regulates the proliferation of myeloma cells and provide potential therapeutic targets for the disease treatment.

多发性骨髓瘤是由于血液中浆细胞恶化而形成的一种难治愈的血液癌症。尽管现在已有多种治疗方法使病人中位生存期有所提高，但是因其易复发和易产生耐药性等特征，这类疾病仍然无法治愈。因此发现新的致病机制和潜在的药物靶点将对该疾病的治疗有重要意义。我们的前期研究发现免疫调节药物来那度胺及其结构类似物结合蛋白cereblon (CRBN)能够和p53直接结合，并且调控着p53的核质分布。我们推测CRBN可能是通过影响p53核质分布来抑制多发性骨髓瘤细胞的增殖。为了证实这一假说，我们将进一步用蛋白表达、shRNA干扰、免疫沉淀、免疫印迹、免疫荧光、小鼠荷瘤等实验方法在细胞及动物模型中研究和证实CRBN和p53作用的结合位点，探明它们的相互作用对p53功能的调控和对多发性骨髓瘤细胞增殖的影响，为骨髓瘤的治疗提供潜在的药物靶点。

多发性骨髓瘤是由于浆细胞恶化而导致的血液癌症，因其难治愈及易复发，使得研究治疗多发性骨髓瘤的相关药物迫在眉睫。来那度胺（Lenalidomide，Len）等免疫调节药物的发现，极大地延长了多发性骨髓瘤病人的生存期。然而，单一用药的耐药性，使得研究Len治疗多发性骨髓瘤的分子机制，从而探索联合用药的新策略，成为了我们关注的重点。前期研究中，我们发现Len的结合靶蛋白cereblon （CRBN）能够结合p53。考虑到这一重要的癌症相关的蛋白，我们详细揭示出CRBN在p53上面的结合区域，进一步发现CRBN能够调控p53的非转录功能。基于此，我们调整了我们的研究内容，从单一的免疫调节药物调整为DNA损伤药物。结果发现，CRBN能够通过调控p53的非转录功能，从而抵抗DNA损伤所诱导的凋亡，从而保护细胞。更进一步，我们发现CRBN缺失的神经元不仅对DNA损伤敏感，对由神经退行性疾病致病蛋白聚集体引起的细胞毒性也异常敏感。基于此，我们详细研究了CRBN和这类致病蛋白聚集体形成的调控关系。我们发现CRBN敲低和缺失的细胞中，蛋白聚集体显著增加。分子机制上，我们发现CRBN是通过结合p62，从而抑制p62和其下游泛素化底物蛋白的结合，最终抑制蛋白聚集体形成。可以看出，我们将CRBN和细胞凋亡和神经元退行性病变联系在一起。那么细胞死亡受体是否和CRBN存在联系。我们利用TRAIL来激活细胞膜表面死亡受体，发现TRAIL能够显著降低CRBN蛋白水平。分子机制上，我们发现TRAIL通过激活caspase-8，从而引起了CRBN的切割，进而降低了CRBN的蛋白稳定性。基于此，我们在骨髓瘤细胞系及原代骨髓瘤细胞中敲低或抑制caspase-8活性，发现能够显著地提高骨髓瘤细胞对Len的敏感性。这为多发性骨髓瘤疾病中药物联用提供了一种新的理论基础和治疗靶点。以上的研究结果，我们共发表了署名项目号论文10篇，其中SCI论文10篇，二区论文6篇，协助培养硕士研究生3名。