硒通过15-kDa硒蛋白参与肝和脑中氧化还原平衡的分子机制研究

硒是人体必须的微量元素，具有抗氧化功能，已被广泛应用于营养补充剂。研究表明缺硒与癌症和脑疾病有关。硒在人体中通过硒蛋白起作用。15-kDa硒蛋白（Sep15）参与氧化还原和蛋白质正确折叠，与癌症和神经退行性疾病相关。本项目拟通过生物信息学、分子生物学和细胞学的手段，研究该营养补充剂通过Sep15在细胞氧化还原平衡中的分子机制。通过研究外源过氧化物和含硒化合物对肝和脑细胞系中ROS和Sep15 基因表达的影响，探索硒化合物在肝和脑细胞系中应对过氧化物的作用机理；通过研究Sep15启动子上的顺式作用原件和反式作用因子，阐明Sep15的基因调控机制；鉴定 Sep15基因选择性剪切产生的两种蛋白，研究两种Sep15在肝和脑文库中的相互作用蛋白及其相关功能。本项目完成后将初步阐明Sep15在肝和脑中参与细胞氧化还原平衡的机制。从分子水平为硒作为营养品参与肝和脑的抗氧化作用提供证据。

本项目通过双萤光素酶报告系统和染色质免疫沉淀实验证实了NFκB能结合到NFκB和HSF1保守结合位点上，激活启动子活性；酵母双杂交在人肝和胎脑文库中筛选了Sep15的相互作用蛋白，以荧光共振能量转移和免疫共沉淀证明了 Sep15与视黄醇脱氢酶（RDH11）的相互作用，推测Sep15可能参与视黄醇与视黄醛之间的氧化还原反应；发现亚硒酸钠能提高人正常肝脏细胞系HL7702和人肝癌上皮细胞系HepG2中Sep15的mRNA水平，一定浓度的外源过氧化物能提高人神经瘤母细胞中Sep15的mRNA水平；RNAi和过表达Sep15实验显示，过表达Sep15不利于HL7702细胞应对外源过氧化胁迫，而干扰Sep15则对其无明显影响。本项目的实验结果初步阐明了Sep15基因表达调控的机制、Sep15在细胞应对外源氧化还原胁迫中的功能及Sep15的下游信号途径。说明，Sep15在维持细胞氧化还原平衡中起到重要作用。上述结果，国内外均未见报道。