表观遗传修饰广泛参与生命的各项活动,在遗传物质传递、细胞信号传导、基因调控、癌症的发生等过程中发挥关键功能,具有不同作用的修饰酶参与其中。因此研究表观修饰蛋白的功能和分子调控机制具有重要的意义。SETD3是具有经典SET保守结构的一个组蛋白甲基化转移酶。关于该蛋白的具体功能并不清楚。在本研究中我们探索了人源蛋白SETD3在细胞中是如何被调控以及其未知功能。利用药物阻滞引起细胞周期同步化的方法,我们发现了 SETD3是一个受细胞周期调控的蛋白,其蛋白水平随着细胞周期发生变化。SETD3蛋白水平在S期的表达量最高,而在细胞分裂期M期蛋白表达水平最低。作为一个周期依赖性的蛋白,SETD3对细胞周期具有重要的调控功能,过表达或者敲低SETD3均会引起细胞周期进程异常。为了研究SETD3随细胞周期变化的蛋白水平在细胞内是如何被调控的,通过蛋白酶抑制剂处理细胞,我们发现了 SETD3蛋白水平下降是由26S蛋白酶体介导的泛素化降解引起的。本文对不同的蛋白酶进行了筛选,发现了一个E3连接酶FBXW7β介导了 SETD3的蛋白翻译后修饰。SCF复合物介导的底物降解是磷酸化依赖性的,激酶GSK3β参与了底物SETD3的磷酸化,进而E3连接酶FBXW7β介导了磷酸化的SETD3的泛素化和蛋白降解。FBXW7包含FBXW7α,FBXW7β,FBXW7γ三种变体。研究发现,为了维持细胞内SETD3蛋白水平丰度的平衡,由变体FBXW7β在细胞周期中对SETD3进行负调控。细胞荧光实验证明了 SETD3在细胞质和细胞核中均有定位,这与FBXW7β的细胞质定位也是相吻合的。FBXW7的降解底物上具有一个保守的CPD序列,SETD3上同样具有一个相似的保守序列,该序列作为激酶GSK3β的一个主要磷酸化位点,对SETD3的蛋白水平降解具有重要影响。SETD3蛋白水平不仅和细胞周期的关系密切,也影响了细胞周期进程。而细胞周期和细胞的增殖息息相关。为了探究甲基化酶SETD3的新功能,本文在不同的人源细胞和不同的人源组织中检测了 SETD3的蛋白水平,发现SETD3在肝癌细胞和肝组织中的蛋白水平具有特殊性,因此肝细胞系被选择作为研究SETD3影响细胞增殖功能的细胞系载体。本文通过细胞生长实验、克隆形成实验等实验证明了 SETD3的促进细胞生长的功能。在成对的人源肝癌和癌旁组织中发现SETD3在肝癌组织的蛋白表达水平较癌旁高表达。在肝癌和癌旁组织芯片上进行免疫组化实验发现SETD3在肝癌组织中较癌旁高表达。这说明SETD3与肝癌之间具有正相关性。进一步的裸鼠成瘤实验证明了 SETD3对肝癌发生过程的促进作用。综上所述,本文对蛋白SETD3在细胞中的调控机制和功能进行了研究和探索。论文阐述了 SETD3作为一个细胞周期依赖的修饰酶,对细胞的周期进程产生重要影响。在细胞周期过程中,SCF复合物家族的FBXW7β和激酶GSK3β共同介导了SETD3的磷酸化依赖性的降解过程。SETD3与肝癌发生具有正相关性而且对肝细胞具有促进生长作用,FBXW7β对SETD3的负调控对肝癌肿瘤形成具有抑制作用。这一研究成果不仅对SETD3的功能具有新的探索,而且对肝癌的预防、诊断以及治疗均具有重要的理论基础和医疗价值。