HRK调节Hedgehog信号转导的分子机制研究

Hedgehog (Hh) signaling plays a vital role in animal development and diseases. Normal level Hh signaling is essential for animal embryonic development; Malregulation of the Hh signaling causes several types of human cancer. Hh signaling is controled by multilayer regulation, the transcription factor Ci of Hh pathway is one of the key controling sites.We found one novel gene, named hrk (Hh signaling regulation kinase) is necessary for Hh signaling mantainace.hrk RNAi downregulated Ci level and reduced Hh target gene ptc-lacZ expression.The underlying mechanism through which HRK regulates Hh signaling is elusive. We use Drosophila as a model to dissect how HRK modulates Hh signaling through manipulating Ci. For abnormal lower Hh signaling is related to Holoprosencephaly (HRE),our work may help to shed light on the cause of HRE.

Hedgehog(Hh)信号通路在动物发育过程中起重要作用。Hh信号通路的失调可导致发育的缺陷及肿瘤的发生。 Hh 通路活性的调节是多层次的,通路的转录因子Cubitus interruptus (Ci)是一个重要的调节靶点。我们发现了一新基因,命名为hrk,是维持Hh通路正常活性必需的，hrk RNAi导致Ci蛋白水平显著下调，由此导致Hh 通路活性下降,HRK调节Hh通路机制不清楚。 本项目以果蝇为模式生物,研究HRK 调节Hh通路的分子机制。该研究具有重要理论意义,可加深我们对Hh 通路调节的认识;同时由于Hh不正常下调可导致新生儿前脑无裂畸形（HPE），研究HRK 维持Hh通路的机制有助于揭示hrk 基因突变与HPE是否有关，如有关则该研究对临床工作中针对性治疗具有重大指导意义。

Hedgehog(Hh)信号通路在动物发育过程中起重要作用。Hh信号通路的失调可导致发育的缺陷及肿瘤的发生。 Hh 通路活性的调节是多层次的,通路的转录因子Cubitus interruptus (Ci)是一个重要的调节靶点。我们发现了一新基因,命名为hrk,是维持Hh通路正常活性必需的，hrk RNAi导致Ci蛋白水平显著下调，由此导致Hh 通路活性下降,HRK调节Hh通路机制不清楚。 本项目以果蝇为模式生物,研究HRK 调节Hh通路的分子机制。取得成果如下：（1）用原位杂交方法(In situ ) 揭示了Hrk表达模式。结果显示hrk在wing原基广泛表达。（2）在果蝇翅膀原基中过表达UAS-hrk RNAi 敲降hrk，导致下调Ci及 ptc-LacZ水平。（3）在果蝇翅膀原基中过表达UAS-hrk RNAi 下调Ci水平，但Cipromoter-LacZ水平未受影响，表明Ci下调为蛋白水平,Ci转录水平未发生改变。（4）免疫共沉淀（IP）实验结果表明Hrk可与Ci结合形成复合物。（5）在果蝇翅膀原基中过表达UAS-hrk 上调Ci水平。（6）在果蝇翅膀原基中过表达UAS-hrk-KD（kinase Dead），Ci水平不但未上调 ，反而略有下调，体现Dominant negative作用，表明HRK调节Ci蛋白水平是HRK激酶活性依赖的。进一步研究需阐明HRK识别Ci上什么位点丝氨酸（S），苏氨酸（T）或酪氨酸（Y)）磷酸化介导Ci稳定性及活性调节的。该研究具有重要理论意义,可加深我们对Hh 通路调节的认识;同时该研究对临床工作中针对性治疗具有重要指导意义。