砷靶向调节蛋白的筛选及功能研究

砷剂是个古老的药物，目前主要用来治疗急性早幼粒细胞性白血病。我们以往研究工作发现砷靶向结合到融合蛋白PML-RARA上的RBCC锌指结构发挥分子靶向治疗作用。RBCC结构域蛋白家族具有50多个成员，家族成员结构保守，涉及转录调控，凋亡等多个生物学过程，多个成员已被证实为癌蛋白。我们拟筛选砷剂可能靶向调控的RBCC结构域蛋白，结合这些被调控蛋白在生理、病理中发挥的作用，以期利用砷剂的靶向调节效应，达到治疗疾病的目的。在我们的初步筛选中，我们已经发现砷剂可以诱导癌蛋白ATDC的下调。我们拟对高表达ATDC蛋白的实体肿瘤进行砷剂单独或者联合其它药物治疗，希望能扩大砷剂在肿瘤治疗中的作用。

PML核体（PML nuclear bodies, PML NBs）是核内的一种特殊结构，PML是PML核体的形成所必需的一个分子。PML-RARα是伴有t(15;17)(q22;q21)急性早幼粒细胞白血病（acute promyelocytic leukemia, APL）特征性的融合蛋白，该融合蛋白异常地调节与造血细胞分化有关基因的转录，从而导致该类白血病的发生。三氧化二砷（As2O3）是治疗APL的一种有效药物，它能与PML/PML-RARα结合，从而迅速诱导PML/PML-RARα聚集到PML核体中，并进一步被降解，但是PML/PML-RARα转移到PML核体中的机制尚不清楚，而PML核体又是通过何种细胞生化机制被迅速降解亦不甚明了。在本研究中我们发现，在细胞中，胞浆和核浆中的PML与PML核体中的PML一直处于动态平衡中，三氧化二砷作用后，通过与不同PML RBCC结构域中邻近的巯基结合形成分子间的交联，从而将胞浆和核浆中的PML扣留在PML核体中，使得PML核体的体积迅速增大；另一方面，分子间的交联也使得PML核体对变性剂的抵抗能力增强，从而使得PML发生由上清到不溶的沉淀组分的转移。研究显示，三氧化二砷作用后，PML发生SUMO化修饰，并进一步通过蛋白酶体依赖的途径被降解。同样，三氧化二砷对PML-RARα也具有类似的作用。该研究结果将有助于阐明三氧化二砷对PML/PML-RARα/PML核体的调节作用和PML核体的生理功能，并为基于靶向PML核体的药物研发提供一定的依据。