IKKa 参与调控UVB诱导p53活化和翻译后修饰反应的分子机制及生物学意义

With the discovery of mutiple NF-kB-independent signaling molecules that are regulated by the catalytic subunits of IKK complex, IKKa and IKKb, the biological roles for these two IKK subunits have gone far beyond NF-kB activation. One of the research interests of our group is to disclose the novel NF-kB-independent functions of IKKa and IKKb under stress conditions. And we have got a lot of data regarding the critical roles for these two IKK subunits in mediating growth arrest, apoptosis and the inflammatory responses by regulating various NF-kB-unrelated signaling molecules in response to the stress signals. Recently, we found that IKKa played a critical role in regulating the phosphorylation, acetylation and transactivation of p53 upon UVB irradiation, which effects were unrelated to the IKKb and NF-kB activities. Due to the critical role for p53 in mediating UVB-induced DNA demage respone, disclosing the molecular mechanism of IKKa in regulating p53 activation is important to extend our knowledge on the NF-kB-independent role for IKKa in response to DNA demage signals as well as the complex regulation network of p53 under stress conditions. Furthermore, our project will be helpful for searching the novel strategies to prevent the photodamage and other DNA damage responses.

随着多种新型NF-kB非相关性IKK激酶底物分子的不断发现，IKK激酶的两个催化亚基- - IKKa和IKKb的效应机制研究已完全超越了"IKK/NF-kB信号通路"这一经典范畴。申请人以往在"IKK激酶以NF-kB非依赖方式调控细胞应激损伤反应机制"的长期研究中，先后发现了多种由IKKa或IKKb独立调节的NF-kB非相关性信号蛋白分子及其与IKK激酶协同调控细胞应激损伤反应的系列新机制。近期研究中我们又发现了IKKa能够不依赖于IKKb和NF-kB独立调控p53的磷酸化和乙酰化修饰反应及其转录激活功能并介导UVB诱导的促细胞凋亡效应。鉴于p53在调节UVB引发的DNA损伤反应中的核心地位，揭示IKKa独立调控UVB诱导p53活化的分子机制不仅能够进一步拓展对"IKKa参与DNA损伤效应新机制"和"p53复杂信号调控网络"的认识，同时在细胞应激损伤防御策略研究中具有重要的医学应用价值。

IKK/NF-κB信号通路的最新研究进展揭示了多种IKK激酶的新型底物分子，并使 IKK激酶的两个催化亚基-—— IKKα和IKKβ的效应机制研究远远超出了 NF-κB的经典范畴。本课题组长期致力于NF-κB 非相关性 IKK 激酶新功能机制探索并先后发现了数个IKKα或IKKβ独立调控的信号蛋白分子以及它们与 IKK 组成的崭新信号传递途径在调节细胞生存与凋亡以及炎性应激损伤反应中的关键作用；极大地拓展了我们对IKKα及IKKβ新功能机制的认识。.p53的诱导活化是紫外线B（UVB）诱导细胞周期行进抑制、DNA损伤修复和促细胞凋亡反应中的核心信号传递事件。本课题在前期研究中发现：IKKα能够在 UVB 反应中不依赖于IKKβ和NF-κB独立调控p53的诱导活化，且该效应在人皮肤角质细胞和小鼠成纤维细胞中保守。因此本课题对UVB反应中IKKα参与调控p53诱导活化的信号转导机制进行了详细探究。.经过近4年研究工作积累，我们发现IKKα对p53转录激活活性的调控作用是通过影响p53在重要位点（Ser15、Ser392、Lys373、Lys382）上的磷酸化和乙酰化修饰反应水平而实现的。上述反应中不涉及IKKα与p53之间的直接结合作用，而是通过IKKα结合并调控p53的磷酸化蛋白激酶CHK1和LKB1以及乙酰基转移酶p300和CBP的活化反应而间接实现的。IKKα表达水平异常可导致p53丧失与其活化所需的蛋白激酶和乙酰基转移酶接近及结合的能力，从而使p53的诱导活化反应被彻底阻断。以上反应的实现与IKKα的激酶活性密切相关。上述研究结果不仅为p53的信号转导网络研究提供了崭新的研究发现，而且再一次拓展了我们对IKKα的NF-κB非相关性功能效应机制的认识；同时为靶向IKKα和p53的UVB损伤防控策略研究提供了全新依据。研究结果目前已整理撰写成文2篇准备投稿。.在圆满完成本课题全部研究任务后，我们又对课题行进中的新发现——“IKKα通过调节ER应激反应强度从而介导p53诱导活化”的分子机制进行了相关探索。结果发现了IKKα-PERK信号传递通路在UVB 诱导p53活化反应中的贡献。这部分非任务书中的探索性发现第一次揭示了IKKα与ER应激反应之间的功能偶联及其在DNA损伤反应中的作用。这为我们继续深度挖掘IKKα的NF-κB 非相关性新功能机制提供了重要线索。