Cdc5L参与肿瘤细胞生长及有丝分裂调控的分子机制研究

Cell cycle deregulation is closely related to tumorigenesis, whose regulation mechanism has been a new frontier in life science, recently. In previous study, we found a new mechanism regulating the inactivation of spindle assemble checkpoint (Nature Cell Biology, co-coresponding author, 2011). Here, using siRNA high-throughput screening platform in live cell, we found a new functional protein, cdc5L (cell division cycle 5-like), specially involved in the regulation of spindle assembly checkpoint. Recently, we found that cdc5L was phosphorylated in M phase and the knockdown of cdc5L could lead to cell cycle arrest and abnormal chromosomal arrangements in tumor cells. Based on these findings, we next plan to further study the regulatory mechanism of cdc5L in mitosis. Our main strategy is to identify a dynamic binding protein with cdc5L in M phase by immunoaffinity purification assay and mass spectrometry, and reveal the influence of the phosphorylation of cdc5L on the duration of M phase and the arrangement or segregation of chromosome. Our aim is to elucidate the impact of cdc5L on genomic instability and tumorigenesis in the molecular, cellular, animal and clinical level. Through all the above efforts, we might find a new regulation mechanism of tumorigenesis and provide a fundamental basis for the molecular mechanism of tumorigenesis.

细胞周期调控异常与肿瘤的发生、发展密切相关，其调控机制是生命科学前沿领域的重要科学问题。本课题组前期发现了，调控M期纺锤体组装检查点关闭的新机制，与肿瘤发生密切相关 (Nat.Cell Biol., 共同通讯作者，2011)。本实验室利用siRNA筛选平台，发现特异地调控纺锤体检查点的新功能蛋白Cdc5L。本项目在最近获得重要线索的基础上，即Cdc5L在M期发生了磷酸化修饰，敲低Cdc5L导致肿瘤细胞在M期阻滞和染色体错误排列，拟进一步研究Cdc5L在细胞有丝分裂期中的作用机制。主要策略是通过免疫亲和纯化技术和质谱鉴定在M期与Cdc5L动态结合的蛋白质，并评价磷酸化Cdc5L对有丝分裂各期分布及对染色体分离的影响。并将从分子、细胞、动物及临床水平全面阐述Cdc5L对基因组不稳定性、肿瘤发生发展的影响。以上努力将可能发现一种新的肿瘤细胞生长调控机制，为肿瘤发生发展的分子机制提供理论基础。

有丝分裂是真核细胞最基本的生物学过程，细胞通过一系列蛋白质在时间和空间上的精密调控来保证遗传物质稳定、保真地传递给子细胞，维持基因组的稳定性。当参与有丝分裂的关键因子调控异常时往往会导致很多灾难性的事件，其中最广为关注的是肿瘤的发生。目前越来越多研究显示肿瘤的发生发展与许多细胞周期蛋白质的调控异常密切相关。因此针对有丝分裂调控的分子机制的探索，可以为肿瘤的靶向治疗提供多向选择的药靶。. 前期，利用siRNA文库筛选的策略鉴定有丝分裂新的调控因子，我们成功鉴定出Cdc5L基因调控有丝分裂前中期染色体排列过程。为深入研究有丝分裂期的调控机制，本课题研究中，Time-lapse结果显示Cdc5L敲低能够导致染色体不能正常排列并且发生有丝分裂阻滞，基因芯片分析发现Cdc5L剪切复合体调控一系列周期调控相关的基因的剪切效率。而且，Cdc5L在宫颈癌和骨肉瘤中高表达，敲低Cdc5L降低了肿瘤细胞的生存能力。这表明Cdc5L调控有丝分裂期，并可能作为肿瘤治疗的潜在靶标。.除完成预期目标以外，我们还开展了与本项目相关的其它研究工作。研究发现：UBXN1蛋白通过抑制RIP1的泛素化抑制NF-κB通路的激活；泛素连接酶RNF4通过溶酶体途径介导TAB2降解负向调控NF-κB通路；NKAP是调控有丝分裂的新的关键调节因子。.