核孤兒受體TR3的磷酸化和異構(gòu)化修飾以及對Wnt信號通路的調(diào)控.pdf

1、第一章、核孤兒受體TR3概述
　　 TR3(又被稱為NGFI-B、Nur77)是一種核受體,屬于類固醇/甲狀腺/視黃酸受體家族成員。由于目前尚未發(fā)現(xiàn)TR3特異性配體,因此被稱為核孤兒受體。TR3是一種立早基因,可以被許多生長因子或凋亡因子迅速誘導(dǎo)表達(dá),其轉(zhuǎn)錄后水平的修飾則影響著TR3功能的發(fā)揮。作為轉(zhuǎn)錄因子,TR3通過與其應(yīng)答元件NBRE或NurRE的結(jié)合,調(diào)控著許多基因的轉(zhuǎn)錄,從而參與對細(xì)胞增殖、凋亡、新陳代謝以及炎癥反應(yīng)等方

2、面的調(diào)控。另一方面,TR3的亞細(xì)胞定位也影響著生物學(xué)功能的發(fā)揮。當(dāng)TR3從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞漿并定位于線粒體后,將使Bcl-2由凋亡抑制蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛲稣T導(dǎo)蛋白,并最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外,TR3還可以作為調(diào)控蛋白,通過與其他蛋白的相互作用來影響它們生物學(xué)功能的發(fā)揮?？傊?TR3在體內(nèi)經(jīng)過復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),以不同的作用方式發(fā)揮著各種各樣的生物學(xué)功能。
　　 第二章、Akt磷酸化TR3抑制其線粒體定位
　　 Akt通過對底物蛋白的

3、磷酸化修飾影響底物的功能,并因此調(diào)控細(xì)胞的新陳代謝、凋亡、增殖等。但是,Akt究竟如何促進(jìn)細(xì)胞存活,抑制細(xì)胞凋亡的機(jī)理尚未被詳盡地闡明。TR3通過對其下游基因表達(dá)的調(diào)控,參與了對細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡的調(diào)控。我們實(shí)驗(yàn)室早期的研究已經(jīng)證明,在胃癌細(xì)胞中,TR3可以通過由細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞漿并定位于線粒體而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。在本章節(jié)研究中我們發(fā)現(xiàn),Akt通過與TR3 N端的結(jié)合可以磷酸化其N端。在胃癌細(xì)胞BGC823中過表達(dá)Akt顯著地抑制TR3的線

4、粒體定位和由此引發(fā)的腫瘤細(xì)胞凋亡,而顯性負(fù)作用的Akt突變體則喪失這種能力。進(jìn)一步研究表明,Akt對TR3 N端的磷酸化阻斷了TR3與Bcl-2的結(jié)合,而該結(jié)合是TR3定位于線粒體先決條件。用Akt的激活劑胰島素處理細(xì)胞則以P13K活性依賴的方式顯著削弱了TPA誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。因此,本文的研究闡明了一種Akt抑制細(xì)胞凋亡的新途徑:Akt通過對核受體TR3的磷酸化修飾,調(diào)控TR3的核漿定位,從而阻斷TR3誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡。
　　

5、 第三章、Pin1異構(gòu)化TR3在細(xì)胞生長和凋亡的雙重功能
　　 Pin1是一種蛋白脯氨酰順反式異構(gòu)酶,通過對磷酸化底物上的pSer/Thr-Pro異構(gòu)化修飾,參與了細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的各種調(diào)控。TR3在不同形式的轉(zhuǎn)錄后修飾下,既能促進(jìn)細(xì)胞增殖,又能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在本章節(jié)研究中我們發(fā)現(xiàn),TR3是Pin1的新底物。TR3分子上至少有3個(gè)位點(diǎn)可以與Pin1結(jié)合,分別是Ser95-Pro、Ser140-Pro和Ser431-Pro。Pi

6、n1與三個(gè)不同位點(diǎn)的結(jié)合可以調(diào)控TR3不同的功能:與Ser95-Pro的結(jié)合提高了TR3的蛋白穩(wěn)定性,與Set431-Pro的結(jié)合則提高了TR3的轉(zhuǎn)錄激活活性并影響TR3的核漿定位。我們還發(fā)現(xiàn),cyclin D2作為一個(gè)TR3新的下游基因,其表達(dá)水平直接受TR3的調(diào)控。Pin1通過對TR3的調(diào)控表現(xiàn)出雙重功能。一方面,在生長因子刺激下,Pin1通過促進(jìn)TR3與cyclin D2啟動子的結(jié)合,增強(qiáng)了TR3募集轉(zhuǎn)錄輔激活因子p300的能力,

7、從而提高cyclin D2的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞增殖;而另一方面,在凋亡誘導(dǎo)劑TPA的刺激下,Pinl增強(qiáng)了TR3的出核轉(zhuǎn)運(yùn)和線粒體定位,從而促進(jìn)TR3介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。裸鼠移植瘤實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了Pin1可以通過TR3影響移植瘤的生長。因此,本文的研究闡明了Pin1通過對TR3的異構(gòu)化修飾,調(diào)控細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡兩個(gè)截然不同的生物學(xué)功能。
　　 第四章、TR3負(fù)調(diào)控Wnt信號通路的分子機(jī)理
　　 Wnt信號通路是機(jī)體中至關(guān)重要的

8、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,它直接影響著機(jī)體的發(fā)育、生長以及腫瘤發(fā)生等過程。當(dāng)Wnt配體與細(xì)胞表面受體結(jié)合后,通過一系列的蛋白相互調(diào)控,抑制β-Catenin的磷酸化和泛素化降解,使β-Catenin由細(xì)胞漿轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核,并與TCF/LEF結(jié)合,從而激活Wnt信號。我們實(shí)驗(yàn)室的前期研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),TR3可以作為轉(zhuǎn)錄阻遏蛋白通過抑制轉(zhuǎn)錄輔激活因子的活性來抑制相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。在本章節(jié)中,我們發(fā)現(xiàn)TR3可以顯著地抑制Wnt信號活性,無論是生理上的由Wnt配體

9、激活的Wnt信號活性、還是病理上的由無法被降解的β-Catenin突變體激活的Wnt信號活性、或者是結(jié)腸癌細(xì)胞中持續(xù)激活的Wnt信號活性均可以被TR3抑制。雖然TR3既不影響細(xì)胞中β-Catenin的mRNA和蛋白的表達(dá)水平,也不影響β-Catenin的核漿定位,但TR3與β-Catenin的結(jié)合卻阻斷了β-Catenin與DNA的結(jié)合,由此抑制Wnt下游基因c-myc和eyclin D1的蛋白表達(dá)。Wnt信號的負(fù)調(diào)控因子Axin和GS