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癌症已成为当前人类死亡的主要疾病,而全球癌症发病率与死亡率呈持续上升趋势,世界卫生组织发布的报告显示2012年全球有1400万人被诊断患癌,罹患人数最多的3大癌症分别是肺癌(180万)、乳癌(170万)、大肠癌(140万)。每年全球有420万人死于癌症。在2012年,全球新增癌症病例中超过50%的患者,来自亚洲,而他们中的大部分发生在中国。此外,中国也是新增肝癌病例的主要国家,由乙型肝炎引起的肝癌中国排在全球首位。因此,深入揭示癌症发病机制显得越来越重要而紧迫,这将有助于开发更多而有效的癌症治疗药物。PPARα属于过氧化物酶体增殖剂激活受体(PPARs)家族中的一员,它在调节细胞增殖、凋亡、肿瘤发生等方面发挥重要作用。恶性肿瘤的主要特征是细胞异常增生并抑制细胞凋亡。Bcl2家族蛋白包括促进细胞存活蛋白(Bcl2,Bcl-xl,Mcl-1)及促进细胞凋亡蛋白(Bax,Bad,Bim)。基于此,PPARα与抗凋亡Bcl2家族蛋白相关性机制依然不清楚。本研究发现:PPARα具有E3泛素化连接酶新功能并诱导底物Bcl2蛋白泛素化、降解,从而增强化疗药物诱导肿瘤细胞凋亡并降低其存活率。显著性发现如下:1、PPARα只减少Bcl2蛋白水平,对其他抗凋亡蛋白Bcl-xl,Mcl-1的蛋白水平没有显著性影响。qPCR、RT-PCR分析结果表明PPARα对Bcl2基因表达水平并无影响。2、利用体外泛素化分析发现PPARα具有E3泛素化连接酶的新功能,其诱导K48-链连接的多聚泛素的形成。进一步体外泛素化分析发现PPARα诱导底物Bcl2泛素化。利用点突变技术分析并鉴定了C102氨基酸残基是PPARα泛素化连接酶的关键酶活力位点。3、利用免疫共沉淀方法分析表明:PPARα生理上与Bcl2蛋白相互绑定。利用点突变技术突变PPARα/C102为PPARα/C102A。免疫共沉淀分析表明:PPARα/C102位点是绑定Bcl2蛋白的关键位点。此外,利用结构域缺失突变和免疫共沉淀分析发现PPARα绑定Bcl2的BH3结构域。4、进一步分析发现Bcl2的K22氨基酸残基是PPARα诱导K48-链连接的多聚泛素的关键位点。因此,PPARα不能诱导Bcl2/K22R突变体泛素化、降解。5、PPARα增强肿瘤对化疗药物的敏感性并激活下游细胞凋亡信号诱导细胞凋亡。相反,PPARα基因沉默导致降低肿瘤细胞对化疗药物敏感性。