黑色素瘤相关免疫蛋白SLFN5的结构及功能机制研究

Malignant melanoma (MM) is one of the most advanced malignant tumors with the worst prognosis and high mortality. Schlafen (SLFN) is a class of immune-related proteins that are generally expressed in mammals induced by interferon I. The expression of SLFN5, a key member of SLFN, has been reported to be closely related to the occurrence and development of MM, but its specific mechanism is unknown. To understand the biochemical features of SLFN5 and reveal the molecular mechanism lying under the suppression of MM incidence and progress by SLFN5, we sought to solve the crystal structure of SLFN5, identify the reaction(s) they performed, and unveil the catalytic mechanism through various biochemical methods. Next, we will study the impact of SLFN5 on pathological progress of MM and proliferation, invasion, migration of MM cells by cell-biology means, to verify its role in MM incidence and progress. We will then seek interaction partners of SLFN5 to know the signaling pathway(s) that SLFN5 may be involved in. The results of our research will enrich our knowledge of SLFN5’s immune-related function on the molecular level, and thereby contributing to early MM diagnosis and interference, and the development of effective therapies against MM, which eventually will bring substantial benefits to potential and diagnosed MM patients.

黑色素瘤是恶性肿瘤中进展最快、预后最差的恶性肿瘤之一，致死率很高。Schlafen（SLFN）是一类由I型干扰素诱导的在哺乳动物中普遍表达的免疫相关蛋白，其关键成员SLFN5的表达被报道与黑色素瘤的发生发展密切相关，但其具体的作用机制不详。为了明确SLFN5蛋白的具体生化性质并探索其抑制黑色素瘤发生发展的分子机制，我们拟解析SLFN5蛋白的三维结构，通过一系列生化实验揭示其执行的生化反应并阐明分子机制。进一步，我们将研究SLFN5对黑色素瘤病理进程及其细胞增殖、侵袭和迁移的影响，揭示其在黑色素瘤发生发展中的具体作用。之后，寻找与SLFN5相互作用的蛋白，阐明其可能参与的细胞内信号通路。本项目旨在揭示SLFN5免疫相关的生理生化功能的详细分子机制，为进一步了解黑色素瘤发生发展的分子机制打下基础，从而有助于黑色素瘤的早期诊断和干预以及有效治疗手段的开发，使潜在的和诊断为黑色素瘤的患者获益。

恶性黑色素瘤（malignant melanoma，MM）是一种起高度侵袭性恶性肿瘤，且我国 MM 患者的增长率和死亡率明显高于全球平均水平，深入研究与 MM 发生发展密切相关的免疫蛋白的作用机制有助于新型治疗靶点及治疗手段的开发。SLFN5作为SLFN蛋白家族的重要成员，可由干扰素诱导表达，能够抑制肿瘤细胞的生长、转移并调控HIV病毒的复制。本研究中，为明确SLFN5的抗肿瘤及抗病毒机制，我们解析了SLFN5蛋白N端结构域（SLFN5-N）的三维结构，其与我们先前解析的SLFN13蛋白N端结构域（SLFN13-N）的总体结构相近，呈现U型枕样的假二聚体折叠。然而，二者在表面电势及结构细节上仍有多处明显差异，如SLFN5-N的中央凹槽宽度较SLFN13-N较窄。系统性的体外生化实验证实SLFN5具有独特于其它SLFN成员的生化性质，其不能够酶切tRNA及rRNA，但能够结合单链及双链DNA分子并酶切具有特殊茎环结构的RNA分子。我们确定了SLFN5识别结合核酸底物的关键位点及执行酶切的催化位点。抗肿瘤实验证实SLFN5在黑色素瘤细胞内无特异性的DNA结合位点，而SLFN5的核酸底物酶切活性与其抑制黑色素瘤及肺癌细胞迁移的能力密切相关，打破了SLFN5作为转录因子调控肿瘤细胞的认识。我们发现SLFN5可以酶切多条miRNA前体，可能通过调控细胞内肿瘤相关miRNA的表达进而调节下游的TEK蛋白，影响肿瘤细胞的迁移能力。我们的研究成果揭示了SLFN5的抗肿瘤新机制，完善了对SLFN蛋白家族的认识，也为该家族成员的功能机制研究及临床应用奠定了基础。

内容获取失败，请点击重试