日本七鳃鳗PKC-δ-like在细胞凋亡中的作用及分子机制的研究

Lampreys which belong to the most ancient vertebrates, are important categories which connect invertebrates with vertebrates, and can provide abundant genetic information for researching the origin and evolution of vertebrates. PKC-δ is an important serine/threonine protein kinase which plays a crucial role in apoptosis. There have not been any reports about the studies on the role of lamprey PKC-δ-like in apoptosis so far. Therefore, it has important scientific significance to ascertain the functional mechanism of lamprey PKC-δ-like in apoptosis for deeply studying the origin and evolution of vertebrate apoptotic pathway. We have found PKC-δ-like gene, which is homogenous with human PKC-δ, in the Japanese lamprey (Lampetra japonica), cloned and expressed the full-length gene. This project will continue to study the function of lamprey PKC-δ-like in apoptosis, to confirm the proteolytic cleavage of PKC-δ-like and the kinase activity of its catalytic fragment, and to illuminate the molecular mechanism of PKC-δ-like in apoptosis, which provides theoretical basis for objective evaluation of the PKC-δ-like function in apoptosis.

七鳃鳗属最原始的脊椎动物，是联系无脊椎动物与脊椎动物的重要阶元，可为研究脊椎动物的起源与进化提供丰富的遗传信息。PKC-δ是人体中一种重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在细胞凋亡中起重要作用。目前尚未见到七鳃鳗PKC-δ-like在细胞凋亡中作用的研究报道。因此，探明七鳃鳗PKC-δ-like在细胞凋亡中的作用机制，对于深入研究脊椎动物细胞凋亡通路的起源和进化具有重要的科学意义。我们在日本七鳃鳗体内发现了与人源PKC-δ同源的PKC-δ-like基因，并对其全长进行了克隆与表达。本项目拟继续研究七鳃鳗PKC-δ-like在细胞凋亡中的作用，明确PKC-δ-like的蛋白水解切割及其催化片段的激酶活性，阐明PKC-δ-like在细胞凋亡中的分子机制，为客观评价七鳃鳗PKC-δ-like在细胞凋亡中的作用提供理论依据。

七鳃鳗是迄今发现的海洋生物中最原始的无颌类脊椎动物。长久以来，七鳃鳗是研究脊椎动物发育和进化的最佳生物模型之一。由于七鳃鳗在物种进化上的关键位置，处于无脊椎动物进化至有脊椎动物的节点，所以弄清七鳃鳗的重要功能基因的分子进化地位和功能，对于理解该基因乃至该基因所在细胞信号通路的起源与进化，具有十分重要的意义。.通过对日本七鳃鳗分子生物学的深入研究，本项目首次在日本七鳃鳗体内发现了PKC-δ-like、nucleolin-like和CDK-2-like一系列蛋白基因。本项目已克隆出来了日本七鳃鳗PKC-δ-like、nucleolin-like以及CDK-2-like的全长基因，制备了特异性良好的anti-PKC-δ-like和anti-nucleolin-like的多克隆抗体，探明了PKC-δ-like和nucleolin-like的分子进化位置，明晰了PKC-δ-like和nucleolin-like在日本七鳃鳗体内的组织分布特征及其在细胞内的定位特性，检测了日本七鳃鳗体细胞中caspase-3的活性，探究了PKC-δ-like在日本七鳃鳗细胞凋亡中的促进作用，证明了PKC-δ-like与nucleolin-like之间的作用主要源自PKC-δ-like被切割产生的催化片段（PKC-δ-like-CF）与nucleolin-like之间的相互作用，证实了LPS的刺激可诱导PKC-δ-like在淋巴细胞中的表达水平上升，确证了PKC-δ-like在日本七鳃鳗先天性免疫中的促进作用。.本项目发现并获得的日本七鳃鳗PKC-δ-like、nucleolin-like和CDK-2-like蛋白基因，在日本七鳃鳗细胞凋亡和先天性免疫中，均为非常重要的功能基因。本项目对PKC-δ-like在七鳃鳗细胞凋亡中功能的研究，有助于理解细胞凋亡信号通路在脊椎动物中的起源，也将为肿瘤的治疗提供了思路和研究资料。.综上所述，本项目以日本七鳃鳗PKC-δ-like作为研究主体，探明了其在细胞凋亡中的作用，并发现了其相互作用蛋白，以及对其在先天性免疫中的作用进行了探究。本项目为进一步探明细胞凋亡信号通路的起源与进化提供了研究基础，并为先天性免疫的研究开拓了思路。