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胃癌是常见的人消化道癌症,发病率在全部人类癌症中占据第四位,同时,胃癌的致死率达到70%,远远高于其他常见的人类癌症。胃癌的高发病率与高致死率严重影响了人类健康和生活。近几十年来,尽管新的诊疗技术不断出现,但由于胃癌早期诊断困难,且容易转移,故其手术根治效果较差,术前术后放化疗效果亦不理想。分子生物学研究的不断深入,为胃癌的基因治疗提供了广阔前景,近些年来,人们越来越多地把目光投向癌症的基因治疗。因此,寻找可用于胃癌治疗的靶基因对胃癌的治疗具有重要价值。AlUp (ataxin-1 interacting ubiquitin-like protein)即人共济失调蛋白-1泛素样互作蛋白,属于Ubiquilins家族的。Ubiquilins可以通过将蛋白连接到蛋白酶体,增强自噬介导的退化和参与内质网有关的蛋白降解。但A1Up在肿瘤与正常组织中的表达情况及在其肿瘤细胞中的功能相关研究还未见报道。在本研究中,我们对94对胃癌组织和癌旁组织进行免疫组化分析,结果发现A1Up在胃正常组织中表达高于胃癌组织(p<0.01)。随后通过体外实验也进一步发现A1Up可抑制胃癌细胞增殖、克隆形成能力,诱导细胞G0/G1期阻滞、细胞衰老,以及抑制MKN45在裸鼠体内的成瘤能力。我们对过表达及敲降A1Up的细胞进行基因表达谱分析,筛选到874个差异表达基因,其中上调基因450个,下调基因424个。为进一步验证这些基因的功能,我们进行了GO分析和KEGG分析。结果显示,A1Up很可能通过p53信号通路发挥生物学作用。Western blot实验进一步验证了A1Up可以调控p53、p21的表达,并且二者的表达量与A1Up的表达量呈正相关。用化疗药物Camptothecin诱导MKN45细胞中p53的表达,A1Up也呈表达增高趋势,并且A1Up表达升高和下降的趋势均早于p53、p21。而A1Up对p21的表达量的影响,除依赖p53的转录调控外,还有其它的调控方式。用蛋白合成抑制剂放线菌酮CHX处理细胞,与对照组相比,MKN45/pLVX-AlUp细胞中p21的降解速率明显减慢。由此我们得出结论,A1Up可以抑制p21的泛素化降解,从而上调p21的表达水平。随后我们对A1Up的相互作用蛋白进行了富集,通过质谱分析寻找到相互作用蛋白——RNF114, Co-IP也进一步验证了RNF114与A1Up有相互作用。在MKN45和BGC-823细胞中进行了A1Up的过表达和敲降,结果显示RNF114与A1Up的表达量成反比。而RNF114作为p21的一个E3连接酶,能过RING结构介导p21的降解,所以A1Up很有可能通过介导RNF114的泛素化降解来稳定细胞中p21的表达。与胃癌细胞株MKN45、BGC823不同的是,A1Up可以诱导永生化胃粘膜细胞株GES-1发生凋亡。流式细胞术实验结果显示,感染空载病毒及A1Up病毒的两组细胞早期凋亡比例分别为3.4±1.1%和13.1±1.8%,差异具有统计学意义(p<0.01)。Western blot也检测到了凋亡的执行分子Caspase 3、PARP的活化。更有趣的是,我们分别将GES-1、MKN45、BGC823细胞同步化于G1/S、S、G2/M及M期,发现A1Up在M期发生了磷酸化修饰,并且该修饰依赖于激酶CDK1的活性。经质谱鉴定磷酸化位点,结果显示A1Up在G1期的磷酸化位点有19个,在M期有32个,其中仅在M期发生磷酸化的位点有22个。综上所述,我们对A1Up在胃癌中的表达情况进行了研究,首次发现了A1Up通过调控p53信号通路及其下游基因,在胃癌的发生发展中发挥着重要的抑癌作用。本文的研究结果具有创新意义,揭示了A1Up基因在胃癌细胞内涉及的功能和的分子机制,不仅对今后理解并研究A1Up基因的功能和作用机制具有指导意义,还为胃癌的基因治疗提供了新的靶点。