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HSP27是小热休克蛋白家族的一个重要成员,其生理功能主要包括保护细胞免受各种应激因素如自由基、高温、缺血和毒性物质的损伤,促进蛋白质的正确折叠、组装,参与细胞的增值、分化及细胞凋亡的信号调节等。以往对HSP27的研究侧重于HSP27蛋白本身对细胞凋亡信号通路的调控,而其磷酸化状态在细胞凋亡过程中的细胞保护作用研究较少。本课题对磷酸化HSP27在肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)诱发的促存活信号通路中的作用进行了研究。TRAIL是肿瘤坏死细胞因子家族成员之一,因为它能够选择性诱导多种肿瘤细胞凋亡,而对动物模型中大部分正常细胞没有损伤,在癌症治疗方面有着非常广阔的应用前景。但是TRAIL应用临床时发现相当数量的肿瘤患者对TRAIL具有抵抗性,因此TRAIL耐受机制的阐明是进一步将TRAIL用于临床治疗的关键。在本研究中,我们发现了磷酸化形式的HSP27在TRAIL激活的信号通路中的重要地位。1)运用特异性抑制剂KRIBB3或利用RNA干扰手段下调细胞中MAPKAPK2(MK2)的蛋白水平,抑制上游激酶活性间接抑制HSP27的磷酸化,或者过表达HSP27-3A和HSP27-3D磷酸化突变体直接调控HSP27的活性,证明抑制HSP27磷酸化增强了TRAIL诱导的细胞凋亡(细胞凋亡特征性形态改变,multicaspase活性增强,细胞凋亡率增加,凋亡蛋白切割增多)。2)HSP27通过调控共同上游激酶Src的活性调控Akt和ERK的激活,影响细胞内促存活信号通路的传递。通过转染HSP27-15A和HSP27-78/82A非磷酸化位点突变体证明HSP27的丝氨酸78/82位点发挥着关键作用。3) TRAIL刺激一方面通过促进磷酸化的HSP27和Src在细胞内以间接结合的方式形成复合体并引导Src定位于细胞膜内侧,另一方面磷酸化的HSP27通过一种未知的机制促进TRAIL死亡受体的内吞,从而增加TRAIL受体和Src之间的相互作用,使TRAIL信号更易于向促存活信号通路传递。综上所述,本研究首次揭示了磷酸化HSP27作为细胞保护因子参与调节TRAIL诱导的细胞凋亡过程；提出了HSP27在胞内调节Src-Akt-ERK促存活信号级联的新的作用机制。这些结果将为研究临床肿瘤治疗中TRAIL耐药性形成的分子机制,扩大TRAIL应用范围,降低使用剂量提供科学依据。