hCINAP在肿瘤细胞代谢和增殖中的调节作用及分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670786
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0509.生物学过程与代谢
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Warburg effect or aerobic glycosis is known as the most common metabolic phenotype of cancer cells. Even under sufficient oxygen condition, cancer cells prefer to use glycolysis instead of oxidative phosphorylation. A significant amount of evidence demonstrates that upregulated glycosis is correlated to activated oncogenes, and which stimulate the proliferation of cancer cells. Therefore, Warburg effect is considered as a hallmark of cancer. Despite the fact that increased glycolysis is correlated with upregulated biosynthetic metabolism, the detailed molecular mechanisms how increased glycosis is regulated are still not well understood. Therefore, identification of novel regulators involved in Warburg effect and study the molecular mechanism attract great attenuations for scientists and has important biological significance. Our previous study showed that ATPase/AK activity containing hCINAP is highly expressed in cancers, which promotes tumorigenesis and correlates with poor cancer patient survival. Both in vitro and in vivo experiments revealed that depletion of hCINAP significant inhibited tumorigenesis. And our preliminary work has shown that hCINAP may interact with some critical enzymes in aerobic glycolysis and is essential to the enzyme activities. Moreover, homozygous CINAP-/- mice show embryonic lethality. Based on our new findings, by using hCINAP liver-specific knockout mice together with various techniques of molecular biology, biochemistry, cell biology and structural biology, we aim to identify more partners of hCINAP, investigate the regulatory functions and underlying mechanisms of hCINAP in Warburg effect and tumor cell proliferation, and understand the correlation to tumorigenesis. These studies will contribute to the overall understanding of aerobic glycosis and tumorigenesis, and provide effective target for cancer therapy and theoretical basis for drug design.
Warburg效应是肿瘤细胞代谢的标志性特征,肿瘤细胞代谢的异常调控显著影响肿瘤细胞的增殖。但有关肿瘤细胞代谢调控的分子机制有待于深入研究。因此,鉴定肿瘤细胞代谢新的调控因子,揭示其对肿瘤细胞增殖的影响及分子机制具有重要意义。我们的前期研究发现,具有ATPase/AK活性的蛋白hCINAP在肿瘤组织中高表达,与癌症病人的预后密切相关,敲低hCINAP能够明显抑制裸鼠肿瘤的生长。并且,hCINAP与乳酸脱氢酶等相互作用并明显影响其酶的活性。该基因的全敲除导致小鼠胚胎死亡。在此基础上,本课题将利用hCINAP肝脏组织特异性敲除和hCINAP+/-小鼠观察hCINAP的缺失所引起的代谢表型和成瘤的变化。同时利用生化、分子、细胞和结构生物学等方法,鉴定更多受hCINAP调控的蛋白,深入地研究hCINAP在肿瘤细胞代谢、细胞增殖和肿瘤发生发展中的调控作用和分子机理,为寻找新的肿瘤治疗靶点提供有用信息

结项摘要

Warburg效应是肿瘤细胞代谢的标志性特征,肿瘤细胞代谢的异常调控显著影响肿瘤细胞的增殖。但有关肿瘤细胞代谢调控的分子机制有待于深入研究。因此,鉴定肿瘤细胞代谢新的调控因子,揭示其对肿瘤细胞增殖的影响及分子机制具有重要意义。本项目的研究发现,具有ATPase/AK活性的蛋白hCINAP在肿瘤组织中高表达,与癌症病人的预后密切相关,敲低hCINAP能够明显抑制裸鼠肿瘤的生长。我们揭示了hCINAP调控肿瘤发生发展的分子机理。通过co-IP及质谱分析,我们发现hCINAP与Warburg效应中关键酶乳酸脱氢酶(LDHA)相互作用,能够促进FGFR1催化的LDHA的第10位酪氨酸的磷酸化,进而影响LDHA酶的活性和肿瘤代谢效率。hCINAP的敲低抑制了结直肠癌干细胞的成瘤,使CD133和LGR5双阳性的结直肠癌干细胞减少,使结直肠癌干细胞通过自我更新形成肿瘤克隆的能力降低,抑制了结直肠癌干细胞标志物基因CD133等的表达,增强了表皮化基因的表达,减弱了间充质化基因的表达,抑制了肿瘤转移相关的基质金属蛋白酶基因的表达,减弱了结直肠癌干细胞对5-氟尿嘧啶或奥沙利铂等化疗药物的抗药性。说明hCINAP在肿瘤中的过表达可以促进结直肠癌干细胞的干性维持。hCINAP能够促进结直肠癌干细胞中的Warburg效应,提高结直肠癌干细胞对代谢压力的抵抗性,进而抑制结直肠癌细胞的凋亡。但hCINAP的敲低不会引起正常的结肠干细胞的凋亡,暗示靶向hCINAP的结直肠癌治疗中产生的副作用会较小。而且,我们构建了hCINAP肝脏特异性敲除小鼠,发现其在高脂饲养条件下总胆固醇水平下降明显,肝脏结构异常,核糖体合成受到抑制。通过免疫共沉淀-质谱的方法鉴定hCINAP与影响胆固醇代谢的酶具有相互作用。目前正在对其分子机制进行深入研究。此外,我们还鉴定了PKM2的去泛素化酶,对其调控PKM2活性以及肿瘤细胞代谢以及肿瘤发生发展的分子机制开展了深入研究。这些研究揭示了hCINAP及Warburg效应重要调控因子在肿瘤细胞代谢、细胞增殖和肿瘤发生发展中的调控作用和分子机理,为寻找新的肿瘤治疗靶点提供了有用信息。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Adenylate kinase hCINAP determines self-renewal of colorectal cancer stem cells by facilitating LDHA phosphorylation.
腺苷酸激酶 hCINAP 通过促进 LDHA 磷酸化来决定结直肠癌干细胞的自我更新
  • DOI:
    10.1038/ncomms15308
  • 发表时间:
    2017-05-18
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Ji Y;Yang C;Tang Z;Yang Y;Tian Y;Yao H;Zhu X;Zhang Z;Ji J;Zheng X
  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Guan, Junhong;Zheng, Xiaofeng
  • 通讯作者:
    Zheng, Xiaofeng
Ribosomal protein L6 (RPL6) is recruited to DNA damage sites in a poly(ADP-ribose) polymerase-dependent manner and regulates the DNA damage response
核糖体蛋白 L6 (RPL6) 以聚 (ADP-核糖) 聚合酶依赖性方式募集到 DNA 损伤位点并调节 DNA 损伤反应
  • DOI:
    10.1074/jbc.ra118.007009
  • 发表时间:
    2019-02-22
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Yang, Chuanzhen;Zang, Weicheng;Zheng, Xiaofeng
  • 通讯作者:
    Zheng, Xiaofeng
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PML-RARA 突变赋予不同的三氧化二砷抗性
  • DOI:
    10.1007/s13238-016-0356-4
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Protein & cell
  • 影响因子:
    21.1
  • 作者:
    Bai DM;Zheng XF
  • 通讯作者:
    Zheng XF
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  • DOI:
    10.1158/0008-5472.can-17-2143
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Cancer Research
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Yang Chuanzhen;Zang Weicheng;Tang Zefang;Ji Yapeng;Xu Ruidan;Yang Yongfeng;Luo Aiping;Hu Bin;Zhang Zemin;Liu Zhihua;Zheng Xiaofeng
  • 通讯作者:
    Zheng Xiaofeng

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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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