Ataxin-3对PCNA泛素化的调控机制及抗肿瘤耐药性的作用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801198
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0707.细胞变异与功能异常
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Chemo-resistance is a burning question in cancer therapy. A certain type of cancer cells with hyperactive translesion synthesis(TLS), which is regulated by the mono-ubiquitination of PCNA, show chemo-resistance to bifunctional alkylating and platinum based drugs. Inhibition of the mono-ubiquitination of PCNA could induce hypersensitivity to these chemotherapeutic drugs. Therefore, proteins regulating the ubiquitination of PCNA could be promising targets for cancer therapy. Recently, we first identified a deubiquitinase ATX3, which enhanced the damage induced oligo/poly ubiquitination of PCNA, thereby inhibited the mono-ubiquitination of PCNA. Accordingly, we found that knockdown of ATX3 promoted the mono-ubiquitination of PCNA and lead to an increased mutation rate for cells. Everything indicated that ATX3 may be involved in DNA damage response by regulating the ubiquitination of PCNA. Next step, we project to further study how ATX3 regulates PCNA ubiquitination and the consequences of the regulation on PCNA. For ATX3 does not bind to PCNA, we need to find a molecule which mediates the interaction between ATX3 and PCNA, and make it clear how ATX3 regulates PCNA via the unknown protein. Our study will finally figure out whether ATX3 decrease the chemo-resistance by triggering template switch pathway and inhibiting translesion DNA synthesis pathway, which were both regulated by PCNA ubiquitination. Given that deubiquitinases are cell-type and substrates specific, ATX3 could be an attractive target in the design of anti-chemoresistance drugs. Our research would contribute to better understanding the mechanism of PCNA ubiquitination and may provide a novel therapeutic approach for overcoming chemo-resistance of cancer cells to a broad spectrum of drugs.
增殖细胞核抗原(PCNA)介导的跨损伤合成(TLS)是癌细胞产生获得性耐药性的机制之一,抑制PCNA单泛素化可以提高癌细胞对交联类药物的敏感性。我们前期研究发现去泛素化酶ATX3参与多种DNA损伤后修复通路,并发现ATX3增强PCNA多泛素化并抑制其单泛素化。ATX3缺失不仅升高PCNA单泛素化水平并造成细胞突变率增加。上述结果提示我们ATX3可能通过调控PCNA泛素化参与调控PCNA介导的TLS通路。本项目将在前期研究基础上进一步探索ATX3对PCNA泛素化调控的机制及作用。由于ATX3不直接与PCNA结合,我们拟筛选中间分子,探究ATX3如何通过中间分子调控PCNA泛素化。我们将最终揭示ATX3能否通过抑制PCNA单泛素化抑制TLS,从而降低肿瘤抗药性。本研究将有助于深入了解PCNA介导的损伤耐受通路,同时为开发抗癌药物提供新靶点。

结项摘要

的机制之一,抑制PCNA单泛素化可以提高癌细胞对交联类药物的敏感性。我们发现当采用甲基磺酸甲酯处理Hela细胞时,ataxin-3(ATX3)大大增强PCNA的多泛素化。通过免疫共沉淀和质谱分析发现了ATX3的多个结合蛋白,ATX3与PCNA并无强相互作用。其中ATX3与调控PCNA泛素化通路中的两个重要泛素连接酶(E3)Rad18和SHPRH 存在较强的相互作用,且DNA损伤后对两者的泛素化状态具有调控作用。进一步通过生化分子和细胞学实验,我们发现ATX3能与Rad18和SHPRH形成复合物,在MMS损伤后增强Rad18与SHPRH之间的相互作用,同时抑制Rad18的长泛素链形成,并促进SHPRH的多泛素化。据此,我们推测ATX3可能作为中间分子,介导了由Rad18向SHPRH的泛素链的转移,此为一种PCNA多泛素化的新调控机制。ATX3通过调控PCNA的泛素化,抑制了PCNA和Polκ到损伤位点的招募,并降低基因的突变率。为能够深入研究耐药性肿瘤细胞的治疗作用,我们设计并合成了一系列靶向肿瘤的纳米递药体系和递送DNA体系,以期通过表达polyQ-ATX3联合其他抗肿瘤方法,抑制耐药性肿瘤的生长。此项研究不仅发现了PCNA 活性和稳定性调控的新机制,还阐明了ATX3在PCNA介导的肿瘤耐受性中所起的重要作用,为开发新型耐药性肿瘤治疗的提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Stealth surface driven accumulation of "Trojan Horse" for tumor hypoxia relief in combination with targeted cancer therapy
隐形表面驱动的“特洛伊木马”积累与靶向癌症治疗相结合,可缓解肿瘤缺氧
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.122252
  • 发表时间:
    2019-12-15
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    He, Yuchu;Cong, Cong;Gao, Dawei
  • 通讯作者:
    Gao, Dawei
Determining the Fate of Neurons in SCA3: ATX3, a Rising Decision Maker in Response to DNA Stresses and Beyond.
确定 SCA3 中神经元的命运:ATX3,一个应对 DNA 压力及其他压力的新兴决策者
  • DOI:
    10.3389/fcell.2020.619911
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in cell and developmental biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Tu Y;Li X;Zhu X;Liu X;Guo C;Jia D;Tang TS
  • 通讯作者:
    Tang TS
Hyaluronic Acid-Modified Gold-Polydopamine Complex Nanomedicine for Tumor-Targeting Drug Delivery and Chemo-Photothermal-Therapy Synergistic Therapy
透明质酸修饰金聚多巴胺复合纳米药物用于肿瘤靶向药物输送和化疗光热疗法协同治疗
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.1c07231
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Wang Tao;Niu Kang;Ni Song;Zhang Weidong;Liu Zhiwei;Zhang Xuwu
  • 通讯作者:
    Zhang Xuwu
Tumor hypoxia relief overcomes multidrug resistance and immune inhibition for self-enhanced photodynamic therapy
肿瘤缺氧缓解克服多药耐药性和免疫抑制,用于自我增强光动力疗法
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.122079
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    He, Yuchu;Cong, Cong;Gao, Dawei
  • 通讯作者:
    Gao, Dawei
A novel exoelectrogen from microbial fuel cell: Bioremediation of marine petroleum hydrocarbon pollutants
微生物燃料电池的新型外生电:海洋石油烃污染物的生物修复
  • DOI:
    10.1016/j.jenvman.2019.01.007
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Environmental Management
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    Li Xiaoling;Zheng Ruiyu;Zhang Xuwu;Liu Zhiwei;Zhu Ruiyan;Zhang Xiaoyu;Gao Dawei
  • 通讯作者:
    Gao Dawei

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其他文献

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    10.5846/stxb20200827223
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    2021
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈功;李晓玲;黄杰;向玲;孙雷;杨进;胥焘;黄应平
  • 通讯作者:
    黄应平
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
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  • 作者:
    李晓玲;吴玉泓;郝民琦;宋婉玲;许晨璐;王佳华
  • 通讯作者:
    王佳华
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    系统仿真学报
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  • 作者:
    韩枫;李晓玲;孙秀雯;纪凌雨
  • 通讯作者:
    纪凌雨

其他文献

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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

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          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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