Cbx4经SUMO化修饰增强HIF-1a转录活性的分子机制与肝癌发生发展

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81430061
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    320.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H18.肿瘤学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2019-12-31

项目摘要

HIF-1 is a key transcriptional factor for cellular response to hypoxia, one of the critical in vivo microenvironmental factors of cancers including hepatocellular carcinoma (HCC). It consists of an oxygen-sensitive HIF-1a (alpha) and constitutively expressed HIF-1beta subunits. Stability and transactivation of HIF-1a are widely regulated by post-translational modifications. Recently we report that the exepression of Cbx4, which acts as a member of polycomb repressive complex 1 and also presents the SUMO E3 ligase activity, is significantly correlated with VEGF, angiogenesis and the overall survival in HCC patients and transplanted HCC mice. Furthermore, we showed that Cbx4 interacts with and enhances sumoylation of HIF-1a, by which Cbx4 increases HIF-1 transactivation, governing the hypoxia-induced angiogenesis in HCC cells and transplanted HCC mice. In this project, we aim to investigate the following concerns: (1) Because Cbx4-enhanced sumoylation of HIF-1a has no effect on the stability of HIF-1a protein but increases its transcriptional activity, while PIASy, another known SUMO E3 ligase,promotes the HIF-1a degradation by inducing its sumoylation. We propose that they sumoylate different lysine sites of HIF-1a protein. Therefore, we attempt to identify the sumoylating sites of PIASy for HIF-1a protein to understand the difference of effects of Cbx4 and PIASy-enhanced HIF-1a sumoylation. (2)Our preliminary data show that Cbx4-enhanced HIF-1a sumoylation block the interaction of HIF-1a and Sirt6, a histone deacetylase which is also shown to act as the corepressor for HIF-1. We propose that sumoylation at some sites of HIF-1a can modulate its interactions with some co-activators and/or co-repressors. Hence, we attempt to use protein-protein interaction-based proteomics to identify sumoylated HIF-1a-interacted proteins to explore how Cbx4-enhanced HIF-1a sumoylation increase the transcriptional activity of HIF-1.(3)Cbx4 also increases the expressions of other HIF-1 targeted genes such as PDK1 and PGK1 besides VEGF, which exert an important role in the Warburg effect of cancers. Therefore, we also attempt to explore the potential role of these regulations of Cbx4 on HIF-1 targeted genes in the pathogenesis of HCC. (4)We also want to identify the crystal structure of Cbx4 and sumoylated Cbx4-HIF-1a complex with and without the interacting proteins identified above to understand the structural basis for HIF-1-Cbx4 interaction and increased transcriptional activity of Cbx4-sumoylated HIF-1a. Based on this, we shall design and discover some compounds to interfere sumoylating activity of Cbx4 and/or Cbx4-HIF-1 interaction, and identify their potential in vitro and in vivo pharmalogical actions against HCC. These works would provide new insights for Cbx4 function, HIF-1a sumoylation and its regulation on its transactivation as well as their roles in the pathogenesis of HCC, and get some new lead compounds for selectively inhibiting HCC.
低氧诱导因子-1 (HIF-1)是调控细胞对低氧反应的重要转录因子。最近,本课题组在《Cancer Cell》报道Cbx4表达与肝癌组织的VEGF表达、微血管密度和病人预后密切相关。进一步的研究显示Cbx4通过SUMO化修饰HIF-1a(alpha)蛋白的391和477位赖氨酸,显著增强HIF-1的转录活性,进而增加VEGF表达,促进新生血管生成和肝癌转移。本课题拟以这些新发现为基础,深入探寻Cbx4通过SUMO化修饰HIF-1a蛋白致其转录活性增加的分子机制,探讨Cbx4对其它HIF-1靶蛋白表达调控及其在肝癌发生发展中的作用,并获得靶向Cbx4的SUMO化修饰活性和(或)抑制Cbx4-HIF-1a相互作用位点的化合物,研究其体内外抗肝癌效应。这些研究工作对于进一步揭示Cbx4功能,HIF-1的SUMO化修饰和转录调控机制及其在肝癌发生发展中的作用提供新的发现,也为肝癌的治疗提供线索。

结项摘要

本课题在课题组已有工作的基础上,进一步明确了Cbx4在肝癌中的作用,其表达水平是肝癌病人的独立预后因素;并且是临床动脉栓塞治疗/动脉栓塞联合化疗(TAE/TACE)治疗的蛋白标志物;通过构建双荧光素酶报告系统运用高通量筛选的方法寻找获得5个能够抑制Cbx4增强HIF-1转录活性的活性化合物,在细胞水平明确了其中3个化合物能够抑制Cbx4的SUMO化修饰活性,2个抑制Cbx4与HIF-1的相互作用。在此基础上,通过一系列的基团取代,获得了活性更优的化合物。同时,通过Click反应,初步发现其中1个化合物作用的靶标蛋白;发现低氧能够调控HIF-1α共抑制蛋白Sirt6的表达并进行了相关的机制研究;发现无糖增强Cbx4的乙酰化修饰并寻找到了发生乙酰化修饰的位点及其乙酰转移酶和去乙酰化酶。Cbx4乙酰化修饰水平的增高能够促进其SUMO E3连接酶活性。通过裸鼠成瘤实验发现,抑制Cbx4乙酰化修饰能够抑制肿瘤的生长。在国际重要学术刊物上发表15篇学术论文。培养10余名新的学科骨干和研究生。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
AIF inhibits tumor metastasis by protecting PTEN from oxidation.
AIF 通过保护 PTEN 免受氧化来抑制肿瘤转移
  • DOI:
    10.15252/embr.201540536
  • 发表时间:
    2015-11
  • 期刊:
    EMBO reports
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Shen SM;Guo M;Xiong Z;Yu Y;Zhao XY;Zhang FF;Chen GQ
  • 通讯作者:
    Chen GQ
Natural products against hematological malignancies and identification of their targets
抗血液系统恶性肿瘤的天然产物及其靶标的鉴定
  • DOI:
    10.1007/s11427-015-4922-4
  • 发表时间:
    2015-11
  • 期刊:
    Science China Life Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Ying;Liu JinBao;Wu YingLi;Guo QingLong;Sun HanDong;Chen GuoQiang
  • 通讯作者:
    Chen GuoQiang
Downregulation of AIF by HIF-1 contributes to hypoxia-induced epithelial-mesenchymal transition of colon cancer
HIF-1下调AIF有助于缺氧诱导的结肠癌上皮间质转化
  • DOI:
    10.1093/carcin/bgw089
  • 发表时间:
    2016-11-01
  • 期刊:
    CARCINOGENESIS
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Xiong, Zhong;Guo, Meng;Shen, Shao-Ming
  • 通讯作者:
    Shen, Shao-Ming
A Novel Role for Pyruvate Kinase M2 as a Corepressor for P53 during the DNA Damage Response in Human Tumor Cells.
丙酮酸激酶 M2 在人类肿瘤细胞 DNA 损伤反应中作为 P53 辅阻遏物的新作用
  • DOI:
    10.1074/jbc.m116.737056
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Biological Chemistry
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Xia Li;Wang Xin-Ran;Wang Xiao-Ling;Liu Su-Hui;Ding Xiao-Wei;Chen Guo-Qiang;Lu Ying
  • 通讯作者:
    Lu Ying
Sorting protein VPS33B regulates exosomal autocrine signaling to mediate hematopoiesis and leukemogenesis
分选蛋白 VPS33B 调节外泌体自分泌信号以介导造血和白血病发生
  • DOI:
    10.1172/jci87105
  • 发表时间:
    2016-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLINICAL INVESTIGATION
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Gu, Hao;Chen, Chiqi;Zheng, Junke
  • 通讯作者:
    Zheng, Junke

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其他文献

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    --
  • 发表时间:
    2013
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈国强

其他文献

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陈国强的其他基金

科学基金支持临床医学研究的战略调研
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
化学干预CBX4对低氧诱导因子1a的SUMO化修饰及其抗肿瘤效应
  • 批准号:
    91853206
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  • 资助金额:
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腺花素清除白血病起始细胞的分子机制
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线粒体和氧化砷诱导的肿瘤细胞凋亡的关系研究
  • 批准号:
    39970312
  • 批准年份:
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    面上项目
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  • 资助金额:
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相似国自然基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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