NSE4增强p53促凋亡功能的机制研究

Apoptosis, programmed cell death (PCD), is a basic biological phenomenon in multicellular organisms. Many diseases (e.g. cancer ) are associated with apoptosis, which are caused due to dysregulation of apoptotic signalling. As one of the most important tumor suppressor genes, p53 is a paradigm for the central importance of apoptosis checkpoints in the defense against malignant transformation. Inactivation of p53 is an almost universal feature of human cancers. This has spurred a tremendous effort to develop p53 based cancer therapies. In our previous study, we found that Drosophila NSE4, a component of SMC5/6 complex, interacts directly with dp53. This interaction is conserved in mammalian system and it enhances p53 mediated apoptosis. Therefore, in this study, we will choose Drosophila as a model organism to clarify the specific mechanism of the interaction between NSE4 and p53 through in vitro and vivo assays. Based on these data the biological function in apoptosis of this interaction will be evaluated. In summary, this study will provide a novel mechanism of apoptosis, which may fill up the gap in the p53 based cancer therapies.

凋亡是一个重要的生物学过程，许多疾病（例如肿瘤）的发生发展都与凋亡过程的紊乱密切相关。作为细胞中最重要的肿瘤抑制基因，p53是一个高效的凋亡启动因子，它在细胞凋亡过程中的关键调控作用使其成为了肿瘤治疗的重要靶点。因此，进一步阐明p53的促凋亡调控机制将有助于发现肿瘤发生发展中的新分子事件，对肿瘤的治疗起到指导意义。在我们前期对果蝇的研究中，NSE4，SMC5/6复合体的一个成员，作为新的p53相互作用蛋白首次被发现，并且这种相互作用在哺乳动物细胞中也保守存在。通过初步实验我们还发现NSE4缺失会减弱p53的促凋亡作用。因此，本研究拟以果蝇为模式生物，通过体内体外实验，阐明NSE4与p53相互作用的分子机制，探讨该相互作用对p53促凋亡功能的调控作用，综合评价该相互作用的生物学意义，从而完善人们对p53促凋亡机制的理解，为以p53为靶点的肿瘤治疗提供新的理论依据。

凋亡是一个重要的生物学过程，许多疾病（例如肿瘤）的发生发展都与凋亡过程的紊乱密切相关。p53是细胞中最重要的肿瘤抑制基因，它在半数以上的肿瘤中都发生了突变。p53 是一个高效的凋亡启动因子，它在细胞凋亡过程中的关键调控作用使其成为了肿瘤治疗的重要靶点。因此，进一步阐明p53的促凋亡调控机制将有助于发现肿瘤发生发展中的新分子事件，对肿瘤的治疗起到指导意义。本研究在前期工作发现了果蝇p53与Nse4蛋白的相互作用的基础上，验证了dNSE4与dp53的直接相互作用并解析了他们相互作用的结构域，另外，有意思的是，这种相互作用不仅存在于果蝇系统中，在高等动物中也是保守的。通过进一步研究我们发现了SMC5/6复合物与p53相互作用的生物学意义，无论是在体内还是在体外，SMC5/6复合物通过和p53的相互作用来促进其促凋亡功能，而这样的功能是通过苏素化p53从而提高其转录活性而实现的。在应激损伤过程中，p53通常会阻滞细胞周期并且启动损伤修复，一旦修复无法完成，p53则会启动凋亡程序使得细胞走向灭亡。然而，究竟到了什么程度，p53才会从阻滞细胞周期转向细胞凋亡，目前并不清楚。而本研究恰恰为这一问题提供了一种解释：当应激损伤达到一定程度时，SMC5/6复合物的成员的转录水平会提高，从而使其蛋白水平到达一个比较高的水平，此时，NSE4则会结合p53从而将其带到SMC5/6复合物上来，从而通过NSE2对其进行SUMOylation的修饰，以提高其转录活性，使得p53的靶基因能够被转录，从而促进细胞的凋亡。这个过程中，SMC5/6复合物起到了帮助p53做出决定的功能。本研究阐明了SMC5/6复合物的新功能，并且探讨了它在促进p53促凋亡功能的分子机制，这为以p53为靶点的复杂疾病提供了新的分子靶标。