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低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)作为细胞低氧反应信号通路中的重要转录调节因子,由低氧敏感性的α-亚单位(HIF-1α)与基础表达的β-亚单位(HIF-1β)形成异二聚体,其在肿瘤发生发展中发挥着重要的作用。CCAAT增强子结合蛋白α(CCAAT/enhancer binding protein alpha,C/EBPα)是亮氨酸拉链转录因子家族成员,它不仅在血液系统的粒细胞生成中具有重要意义,而且在C/EBPα特异性表达的组织中发挥肿瘤抑制因子的作用。本课题组曾经报道,外源性表达的HIF-1α能够和C/EBPα相互作用并且增强后者的转录活性,同时促进白血病细胞的分化;然而,运用siRNA技术或诱导表达与白血病相关的融合蛋白AML1-ETO,有效降低C/EBPα蛋白表达后,低氧或HIF-1α介导的细胞分化效应亦受到明显的抑制.基于这些初步的研究结果,在此我们进一步明确HIF-1α与C/EBPet之间的相互作用并阐明两者发生作用所涉及的重要功能结构域,同时探讨这种相互作用对于HIF-1α的DNA结合能力和转录活性的影响。
本文主要取得如下结果:
(1)通过免疫共沉淀实验发现,在U937细胞中,经CoCl2诱导稳定表达的HIF-1α和内源性表达的C/EBPα蛋白之问确实存在相互作用,并经GST-pull down检测证实两者之间的作用为直接的相互作用。
(2)HIF-1α的bHLH结构域以及C/EBPα的TAD结构域是HIF-1α与C/EBPα发生相互作用所必需的功能基团。
(3)C/EBPα竞争HIF-1β与HIF-1α的结合,并有效抑制HIF-1蛋白的DNA结合能力。
(4)过表达C/EBPα明显抑制HIF-1的转录活性,表现为HIF-1的靶基因(如VEGF,GLUT-1等)的表达下调。反之,运用siRNA技术干预U937细胞中的C/EBPα蛋白表达后,在低氧状态下,HIF-1α的DNA结合能力以及靶基因的表达均有一定程度的增加。
综上所述,本文证实了C/EBPα通过与HIF-1α的直接相互作用,有效竞争HIF-1β与HIF-1α的结合,从而抑制HIF-1的DNA结合能力和转录活性。这些工作不仅拓展了我们对于C/EBPα生物学功能的认识,也为本课题组在国际上提出的低氧诱导AML细胞分化的理论提供了新的依据;同时对于了解白血病细胞分化的分子机制提供了新的线索,进一步的研究将有利于我们从新的视角去了解白血病发病和血管生成的内在机制并有望为新的白血病治疗方案提供线索.