嵌合分子(DHT-PROTAC)在前列腺癌研究中的进展

前列腺癌多发于老年男性,已成为老年男性常见肿瘤之一。内分泌治疗目前是晚期前列腺癌主要治疗方法,但仍避免不了前列腺癌最终进展成激素非依赖性前列腺癌,导致内分泌治疗的失败。当前,对前列腺癌细胞株的AR表达的研究,主要集中在DNA水平及mRNA水平,而对AR蛋白翻译后调控的研究较少。近些年来,嵌合分子(DHT-PROTAC)是基于蛋白水平,调控AR蛋白的表达,成为研究前列腺癌转归新的热点。DHT-PROTAC是一种新型人工合成的异型双功能小分子;这种小分子是DHT与泛素连接酶E3识别基团的嵌合体,它不仅能与AR结合,而且能在结合后,诱导AR的泛素化,从而通过泛素-蛋白酶途径降解AR;本文介绍了嵌合分子的作用原理,回顾了近些年前列腺癌的治疗进展,分析了嵌合分子将来在前列腺癌治疗中的应用前景。     

靶向蛋白质泛素修饰及降解在前列腺癌治疗中的机遇与挑战

前列腺癌是中国发病率增长最快的男性肿瘤,抗雄激素治疗耐药是导致前列腺癌患者预后差的主要原因。因此,解决耐药性难题是前列腺癌转化研究的关键问题。哺乳动物细胞利用泛素-蛋白酶体系统实现蛋白质的靶向降解。因此,前列腺癌中关键的癌基因如雄激素受体（AR）的上游泛素化调控因子（如去泛素化酶）是潜在的治疗靶点。然而,这些酶具有较广的底物谱系,存在脱靶的可能性。近来,基于泛素-蛋白酶体系统开发的蛋白质降解靶向嵌合体（proteolysis-targeting chimeras,PROTAC）技术是最具前景和革命性的新型抗癌药物研发技术,能够利用特定E3泛素连接酶对靶蛋白进行降解而不影响其他底物。与传统小分子抑制剂相比,PROTAC分子在克服耐药性以及针对不可成药的靶点方面拥有巨大优势。目前,针对AR的PROTAC降解剂已在II期临床取得了成功,靶向蛋白质泛素化及降解途径的新技术将有望为前列腺癌的临床治疗带来新的突破。     

前列腺癌雄激素受体和PI3K/Akt信号通路相互作用研究进展

前列腺癌的发生、进展依赖于雄激素,因此去势手术成为治疗晚期前列腺癌的标准疗法。但是去势后大多前列腺癌最终将转化为雄激素非依赖性前列腺癌,甚至进展为激素难治性前列腺癌,使得肿瘤的进展不受低水平雄激素的影响。即使如此,大多数激素非依赖性前列腺癌,依然阳性表达雄激素受体。因而雄激素受体在前列腺癌发生发展中起着重要作用。而PI3K/Akt信号通路能够通过维持细胞生存、抑制细胞凋亡、促进细胞代谢及血管生成等促进前列腺癌进展。本综述旨在总结前人研究,阐述雄激素受体和PI3K/Akt信号通路之间相互作用关系。研究表明Akt信号通路能够正性或者负性调控AR蛋白表达、蛋白的稳定性及其转录活性,从而维持细胞的生存、代谢。而AR即可以通过基因转录途径抑制Akt活化又能通过非转录基因途径激活Akt及其下游蛋白。因此,AR和Akt信号通路相互协同促进前列腺癌的发生及其向雄激素非依赖性前列腺癌进展。     

PROTAC及其在肿瘤治疗方面的应用

肿瘤的发生与肿瘤特异癌蛋白的表达密切相关,调控这些蛋白质的降解已成为肿瘤治疗的一种新方法。泛素介导的蛋白质降解通路控制着真核细胞内绝大多数蛋白质的选择性降解。近年来,一种人工合成的蛋白靶向降解嵌合分子(proteolysis targeting chimeric molecule,PROTAC),能通过利用细胞固有的泛素-蛋白酶体系统调控靶向蛋白质降解。本文总结了PROTAC的相关研究进展,虽然对PROTAC技术的研究还有很多尚待解决的问题,但其作为肿瘤治疗的新手段具有很大的潜力。     

前列腺癌雄激素受体和PI3K/Akt 信号通路相互作用研究进展

前列腺癌的发生、进展依赖于雄激素,因此去势手术成为治疗晚期前列腺癌的标准疗法。但是去势后大多前列腺癌最终将转化为雄激素非依赖性前列腺癌,甚至进展为激素难治性前列腺癌,使得肿瘤的进展不受低水平雄激素的影响。即使如此,大多数激素非依赖性前列腺癌,依然阳性表达雄激素受体。因而雄激素受体在前列腺癌发生发展中起着重要作用。而PI3K/Akt信号通路能够通过维持细胞生存、抑制细胞凋亡、促进细胞代谢及血管生成等促进前列腺癌进展。本综述旨在总结前人研究,阐述雄激素受体和PI3K/Akt信号通路之间相互作用关系。研究表明Akt信号通路能够正性或者负性调控AR蛋白表达、蛋白的稳定性及其转录活性,从而维持细胞的生存、代谢。而AR即可以通过基因转录途径抑制Akt活化又能通过非转录基因途径激活Akt及其下游蛋白。因此,AR和Akt信号通路相互协同促进前列腺癌的发生及其向雄激素非依赖性前列腺癌进展。     

槲皮素对前列腺癌细胞增殖及转录因子Sp1功能的抑制作用

雄激素受体(androgenreceptor,AR)作为核转录因子,其高表达、基因突变以及AR辅激活因子的过表达等造成AR的异常激活与前列腺癌细胞的增殖、恶化转移、多药耐药等密切相关.天然黄酮槲皮素(quercetin),是一很有潜力的预防和治疗前列腺肿瘤的化合物.槲皮素不仅抑制前列腺癌细胞LNCaP的增殖,并呈剂量依赖性,而且下调前列腺癌中AR的表达、抑制AR的转录激活功能.GCbox是AR核心启动子的主要正调控元件,是转录因子Sp1的结合位点.细胞转染结果表明,槲皮素能抑制Sp1蛋白对AR启动子的激活作用,可能是槲皮素下调AR表达的机理之一.进一步研究显示,槲皮素还能明显抑制Sp1蛋白对AR转录激活功能的增强作用.Western印迹结果显示,槲皮素对Sp1蛋白表达无明显影响,但能够诱导c-Jun的高表达,而高表达的c-Jun蛋白能逆转Sp1蛋白对AR的转录激活作用,由此推测,槲皮素可能通过介导c-Jun与Sp1的蛋白质相互作用,抑制Sp1的功能,进而起到抑制AR表达和功能的作用.免疫沉淀结果又进一步证实了Sp1与c-Jun二者的相互作用.因此,槲皮素可能通过抑制前列腺癌细胞中AR的表达和功能抑制了细胞的增殖,其分子机理可能与槲皮素诱导的c-Jun与Sp1蛋白相互作用、降低Sp1对AR的转录激活作用有关.     

SENP1与前列腺癌

SUMO (small ubiquitin-related modifier)是一种小泛素相关修饰物,能共价结合许多调控基因转录的重要蛋白,包括转录因子、转录辅助因子等．SUMO化修饰对蛋白-蛋白之间的相互作用、亚细胞定位、基因转录的活性以及靶蛋白的稳定性等具有重要的调节作用． SUMO化修饰是一个动态可逆的过程,将SUMO从靶蛋白上去除,称为去SUMO化（desumoylation）,去SUMO化是SUMO特异蛋白酶（SUMO-specific proteases,SENPｓ）的主要功能．由于SUMO化是近几年才发现的一种新的蛋白质翻译后修饰系统,对其生物学功能还不十分清楚．前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤,最近的研究发现,SENP1在前列腺癌细胞中高表达,而且雄激素能诱导SENP1的表达,表明SENP1与前列腺癌的发生、发展密切相关．在本篇综述中,我们将就SENP1作一介绍．     

泛素介导的植物膜蛋白转运及其研究方法

泛素(Ub)是一类小分子多肽, 可通过赖氨酸残基与靶蛋白结合, 进而决定靶蛋白的去向。泛素分子对靶蛋白进行特异性修饰的过程称为泛素化。相较于动物和酵母细胞, 植物细胞中泛素介导的蛋白动态循环, 尤其是膜蛋白胞吞动态循环研究相对滞后。随着生物化学以及显微技术的发展, 人们对泛素介导的植物细胞膜蛋白转运有了新的认识。该文阐述了泛素及类泛素在蛋白转运中的作用, 总结了泛素化(ubiquitylation)调控膜蛋白转运的分子生物学机制和常用的研究方法, 并对今后该领域的研究进行了展望。     

MiR-26b是前列腺癌中的抑癌微RNA

microRNAs（又称miRNAs或miRs）是一类长度为19-24个核苷酸的单链非编码RNA分子。miRNA通过与其靶向的mRNA分子序列特异性互补配对,调节mRNA表达水平,抑制转录后的蛋白翻译。miRNA在肿瘤中既可作为致癌因子也可作为抑癌因。本研究前期已报道miR-26b在前列腺癌细胞系中低表达,并且抑制细胞自噬。本研究进一步全面揭示miR-26b对前列腺肿瘤细胞的作用。我们发现过表达miR-26b能够在体外抑制前列腺癌细胞的增殖和侵袭,并抑制裸鼠体内原位异种前列腺肿瘤的生长。为了探究miR-26b对前列腺癌细胞增殖和侵袭的潜在调控机制,我们进行了表达谱芯片鉴定miR-26b调控基因。表达谱芯片分析表明,在前列腺癌细胞系PC-3中过表达miR-26b后,显著上调的基因57个,显著下调的基因55个（变化倍数均大于2,且P值小于0.05）。差异基因的功能多与细胞增殖、凋亡调控、蛋白磷酸化和泛素化修饰调控过程相关,并且富集在多种信号通路中,例如TNF和TGF-β信号通路。在这些筛选出的基因中,CEACAM6表达水平下调2.17倍;序列分析及实验验证表明,CEACAM6的3’UTR区存在miR-26b的互补序列,是miR-26b的直接靶标。本研究证明了miR-26b能够靶向结合抑制CEACAM6的表达,从而抑制前列腺癌细胞在体外和体内的细胞增殖和侵袭活性,miR-26b是前列腺癌中的抑癌microRNA。     

病毒编码泛素及相关蛋白的研究进展

泛素(Ubiquitin, Ub)是一种由76个氨基酸残基组成的小分子蛋白,广泛存在于各种真核生物中,不同来源的泛素蛋白具有类似的结构、功能和免疫学特征.目前所知,泛素主要通过ATP依赖性的泛素-蛋白酶复合体通路(Ubiquitin-proteasomes pathway, UPP)途径,经泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素连接酶(E3)的梯级反应,高效并高度选择性地对胞质或胞核内蛋白进行完全或部分降解,泛素依赖性蛋白质降解涉及细胞周期调控、信号转导、DNA修复和蛋白质数量控制[1].另外,泛素还可作为分子伴侣参与核糖体的生物发生、DNA转录调控及其它多种生理功能[2].近年来发现,一些真核生物病毒,如杆状病毒、疱疹病毒、痘病毒、腺病毒和反转录病毒等,均编码泛素或能与泛素相互作用的蛋白.病毒编码的泛素和泛素相关蛋白与病毒粒子形成及病毒出芽增殖有关,也与宿主细胞凋亡调控、宿主免疫系统调控及病毒侵染宿主细胞的机理相联系.本文就这一方面的研究进展进行简述.     

泛素蛋白酶体途径及其对植物生长发育的调控

泛素蛋白酶体途径主要由泛素活化酶、泛素结合酶、泛素蛋白连接酶和26S蛋白酶体组成。泛素活化酶首先激活泛素分子,然后把泛素转移到泛素结合酶上。泛素结合酶结合泛素蛋白连接酶并把泛素转移到底物蛋白上使底物泛素化,或把泛素转移到泛素蛋白连接酶再使底物泛素化。泛素化的蛋白通常通过26S蛋白酶体进行降解。初步的研究结果表明,植物生长发育的很多方面受泛素蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调控。     

泛素蛋白酶体途径及其对植物生长发育的调控

泛素蛋白酶体途径主要由泛素活化酶、泛素结合酶、泛素蛋白连接酶和26S蛋白酶体组成。泛素活化酶首先激活泛素分子, 然后把泛素转移到泛素结合酶上。泛素结合酶结合泛素蛋白连接酶并把泛素转移到底物蛋白上使底物泛素化, 或把泛素转移到泛素蛋白连接酶再使底物泛素化。泛素化的蛋白通常通过26S蛋白酶体进行降解。初步的研究结果表明, 植物生长发育的很多方面受泛素蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调控。     

复制阻滞应激引发的ARTEMIS蛋白磷酸化调控CYCLIN E蛋白的稳定性

Artemis是1个具有多种生物学功能的磷酸化蛋白,它在基因毒性应激引发的细胞周期检测点调控中起重要作用,但其调控机制知之甚少.为了探讨UVC等DNA复制阻滞应激引发的Artemis磷酸化及蛋白表达水平对细胞周期蛋白 E的调控作用和调控机制.首先以Western印迹方法检测Artemis S516-645A突变细胞和Artemis表达降低细胞的细胞周期蛋白E的表达水平,发现ArtemisS516-645A突变细胞和多种Artemis siRNA转染细胞的细胞周期蛋白E表达水平均高于对照细胞.在此基础上,为分析细胞周期蛋白E表达受调控的分子机制,在稳定表达各种磷酸化状态Artemis的HEK-293细胞中导入外源性启动子转录驱动的细胞周期蛋白E表达质粒,发现表达Artemis S516-645A突变体的细胞中外源性的细胞周期蛋白E蛋白表达水平也高于野生型细胞.进一步的研究发现在Artemis蛋白表达降低的细胞中与泛素结合的细胞周期蛋白E减少而蛋白稳定性增加.本研究还发现Artemis蛋白对细胞周期蛋白E的调控过程是不依赖于p53和p21表达的.这些结果表明,Artemis S516-645A突变和Artemis表达降低都可以引起细胞周期蛋白E蛋白水平升高,该调控作用是在转录后水平发生的,可能是干扰了细胞周期蛋白E的泛素化介导的蛋白降解过程,并且该调控作用是独立于p53-p21信号通路的.     

一种嵌合型调控元件在肿瘤靶向基因治疗中的应用

肿瘤靶向基因治疗成功的关键是调控治疗基因在肿瘤细胞中特异、高效地表达。首次构建一种嵌合型表达调控元件,旨在转录水平、转录后水平和翻译水平上实现联合调控目的基因在肿瘤细胞中特异性表达。体外实验表明,在前列腺癌细胞系LNCa P中,该调控元件可将报告基因增强型绿色荧光蛋白(EGFP)和荧光素酶(luciferase)的肿瘤表达特异性分别提高420%和480%。体外细胞存活实验表明,运用该元件调控单纯疱疹病毒-1胸腺激酶(HSV-1 TK)的表达能特异性杀伤LNCa P细胞,验证了该元件可成功用于治疗基因的肿瘤靶向表达。     

定量蛋白质组学揭示酵母去泛素化酶Ubp14生物学功能

泛素化是一种动态可逆的蛋白质翻译后修饰,泛素分子在泛素激活酶、泛素结合酶和泛素连接酶的级联酶促反应催化下共价连接到底物蛋白上。去泛素化酶将泛素分子从底物上移除,动态可逆地调控泛素化修饰,在成熟泛素的生成、泛素链的移除与修剪、游离泛素链的回收等过程中发挥着关键的调控作用。本文的研究对象是酵母中泛素特异性蛋白酶(ubiquitin specific protease, USP)家族成员Ubp14,负责回收细胞内游离的泛素链。本研究定量比较了酵母细胞中Ubp14缺失对全蛋白质组的影响,进而找出其潜在的调控通路和分子功能。首先,通过同源重组技术构建了ubp14?菌株,发现其生长速度低于野生型酵母。利用稳定同位素氨基酸代谢标记技术结合深度覆盖的蛋白质组学分析技术,系统比较了ubp14?菌株相对于野生型菌株的差异蛋白,共计鉴定3 685个蛋白,通过统计学分析筛选得到109个差异蛋白。基因本体论分析发现,Ubp14缺失引起的差异蛋白主要参与了包括氨基酸代谢、氧化还原和热应激等生物学过程。本研究为深入探究去泛素化酶Ubp14的生物学功能,进而深刻理解游离泛素的稳态平衡与生物学过程调控提供了高可信的蛋白...     

去泛素化酶USP1的结构、功能及其抑制剂的研究进展

泛素化是一种维持细胞稳态必不可少的翻译后修饰,通过泛素分子与靶蛋白的连接参与蛋白质功能、定位和转换的调节。去泛素化酶介导的去泛素化为泛素化过程的逆反应,参与泛素的回收、编辑和重排。泛素特异性蛋白酶是最大的去泛素化酶家族,泛素特异性蛋白酶1 (USP1)是其中重要的亚型,广泛参与维持基因组完整性、细胞周期和细胞稳态。在多种肿瘤类型中均存在USP1异常表达,因此该靶点受到了广泛关注。目前研发进展最快的小分子USP1抑制剂为KSQ-4279,处于Ⅰ期临床研究阶段;另外ISM3091也已在国内和美国获得新药临床试验批件,即将开展临床试验。该文综述了USP1的结构、调控、生理功能、与肿瘤发生发展的关系以及USP1抑制剂的研究进展。     

阻断MAPK通路促进雄激素受体招募NCoR并抑制前列腺癌细胞生长

雄激素受体(androgen receptor,AR)是配体调节的转录因子,与前列腺癌的生长和内分泌治疗密切相关.醋酸环丙孕酮(cyproterone acetate,CPA)作为雄激素的拮抗剂已用于前列腺癌的治疗.结合了CPA的AR可与核受体协同抑制因子作用.已证实丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)可介导生长因子和雄激素受体的信号转导通路的交互作用.我们报道,激活的MAPK抑制结合了CPA的AR招募核受体协同抑制因子(nuclear receptor corepressor,NCoR)至雄激素反应元件上.应用MEK的抑制剂U0126阻断MAPK通路可促进结合了CPA的AR和NCoR相互作用并通过对NCoR的招募增加抑制AR的功能从而阻遏AR靶基因的表达.此外,联合使用CPA和U0126处理稳定表达NCoR的LNCaP细胞可显著抑制前列腺癌细胞的生长.本研究表明,联合应用AR的拮抗剂和MAPK抑制剂有助于前列腺癌的治疗.     

去泛素化酶OTUD3通过稳定PTEN抑制癌症发生发展

PTEN(phosphatase and tension homology,deleted in chromosome 10)是重要的抑癌分子,其蛋白剂量水平的精细变化与肿瘤的发生发展密切相关。PTEN的蛋白水平调控研究一直是该领域的研究热点,虽然已经发现了数个PTEN的泛素连接酶,但能调控PTEN蛋白稳定性的去泛素化酶却一直不明确。该文介绍了PTEN泛素化修饰的最新进展,去泛素化酶OTUD3(OTU domaincontaining protein 3)通过去除PTEN的多聚泛素化维持其蛋白水平,并发挥抑癌功能。这一研究进展弥补了通过拮抗泛素化降解从而稳定PTEN这一长期未被阐释的调控机制。     

乳腺癌中雌激素受体α表达水平调节的分子机制

雌激素受体α(ERα)在乳腺癌的发生发展中扮演重要角色,因而ERα成为乳腺癌治疗的分子靶标。ERα的表达水平在乳腺癌患者中差异较大,即使同一患者,在乳腺癌的不同阶段也可能有很大的差别。乳腺癌内分泌治疗的疗效以及预后都与ERα表达水平密切相关。影响ERα表达水平的分子机制复杂,众多调节分子在染色质、转录、转录后、翻译和翻译后等水平参与ERα表达水平的调节。在染色质和转录水平,许多分子通过直接或间接地与ERα启动子的相互作用改变ERα的转录;在转录后/翻译水平,一些microRNA通过诱导ERαmRNA的降解和/或抑制其翻译降低ERα的水平;在翻译后水平,许多分子通过泛素-蛋白酶体途径调节ERα蛋白水平。文章从不同水平,对这些调节分子的调节机制进行简要综述。