PHGDH的氧化还原修饰通过调控丝氨酸生物合成促进肿瘤生长的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81872277
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1803.肿瘤细胞命运
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The serine biosynthesis pathway is critical for tumor cell survival via production of metabolic intermediates for macromolecular biosynthesis and maintenance of intracellular redox homeostasis. PHGDH (phosphoglycerate dehydrogenase), which catalyzes the first and rate-limiting step in serine biosynthesis pathway, has been demonstrated to promote tumor cell survival and growth. However, the regulatory mechanisms of PHGDH in tumorigenesis remain largely unknown. Our “OxiodoTMT” redox proteomics analysis has identified PHGDH could act as a redox sensor undergoing redox modifications in response to ROS (reactive oxygen species). The increase in intracellular ROS levels resulted in PHGDH tetramerization via the formation of intermolecular disulfide bond, thereby elevating the enzymatic activity of PHGDH. In addition, PHGDH knockdown significantly inhibits the growth and proliferation of tumor cells. In this project, we will identify the oxidized cysteine residues using site-directed mutagenesis strategy. Moreover, we will investigate the molecular mechanisms underlying PHGDH oxidation-mediated promotion of tumor growth via provoking serine biosynthesis. Finally, the roles of PHGDH and its redox modifications in sensitize tumor cells to chemotherapeutic agents will be evaluated in vitro and in vivo. Our study will provide new insights into the redox regulation mechanisms in tumorigenesis, and pave the road for the development of novel cancer therapeutic strategies based on redox manipulation.
丝氨酸生物合成可促进生物大分子合成并维持氧化还原稳态,在肿瘤生长和存活过程中发挥重要作用。PHGDH是丝氨酸合成的关键限速酶,但其参与肿瘤发生的分子机制尚不清楚。我们前期通过氧化还原蛋白组学技术发现PHGDH可受氧化还原修饰调控。活性氧ROS可导致PHGDH通过分子间二硫键形成同源四聚体,从而增强了PHGDH丝氨酸生物合成的酶活性。进一步研究发现,在氧化应激条件下,敲降PHGDH可显著抑制肿瘤细胞生长和增殖。在此基础上,本项目拟通过半胱氨酸定点突变技术明确PHGDH的半胱氨酸修饰位点和修饰模式;结合细胞与动物模型,阐明PHGDH的氧化还原修饰通过调控丝氨酸生物合成促进肿瘤生长的分子机制;明确PHGDH或其氧化还原修饰在化疗药物杀伤肿瘤细胞中的潜在应用价值。通过本项目的实施,有望从氧化还原信号调控的角度阐明PHGDH在肿瘤发生过程中的生物学功能,为基于抗氧化调变的肿瘤治疗策略提供新思路。

结项摘要

丝氨酸从头合成可促进生物大分子合成并维持氧化还原稳态,在肿瘤生长和存活过程中发挥重要作用。PHGDH是丝氨酸合成通路第一步反应的关键限速酶,已有研究表明PHGDH可促进肿瘤发生,但其中的具体机制尚不清楚。我们发现肝癌细胞内活性氧ROS积累可促进PHGDH形成同源四聚体,从而增强PHGDH酶活。机制研究表明,ROS可导致Cys369和Cys421氧化形成分子间二硫键,从而促进PHGDH同源四聚体的形成。突变Cys369和Cys421两个半胱氨酸位点对糖酵解无明显影响,但可显著降低细胞内NADPH/NADP+比值和GSH水平,从而导致肝癌细胞铁死亡的发生。综上所述,我们的研究表明PHGDH的氧化还原修饰可通过维持氧化还原稳态促进肝癌细胞存活和生长。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Off-target identification by chemical proteomics for the understanding of drug side effects
通过化学蛋白质组学进行脱靶识别以了解药物副作用
  • DOI:
    10.1080/14789450.2020.1873134
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Expert Review of Proteomics
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Song Yabing;Luo Li;Wang Kui
  • 通讯作者:
    Wang Kui
A Review of the Redox Regulation of Tumor Metabolism
肿瘤代谢的氧化还原调节研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Kui;Ming Hui;Zuo Jing;Tian Hai-Long;Huang Can-Hua
  • 通讯作者:
    Huang Can-Hua
Protective Features of Autophagy in Pulmonary Infection and Inflammatory Diseases
自噬在肺部感染和炎症性疾病中的保护特征
  • DOI:
    10.3390/cells8020123
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
    CELLS
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Wang, Kui;Chen, Yi;Wu, Min
  • 通讯作者:
    Wu, Min
Regorafenib induces lethal autophagy arrest by stabilizing PSAT1 in glioblastoma
瑞戈非尼通过稳定胶质母细胞瘤中的 PSAT1 诱导致命性自噬停滞
  • DOI:
    10.1080/15548627.2019.1598752
  • 发表时间:
    2019-04-10
  • 期刊:
    AUTOPHAGY
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Jiang, Jingwen;Zhang, Lu;Huang, Canhua
  • 通讯作者:
    Huang, Canhua
Targeting Metabolic-Redox Circuits for Cancer Therapy
针对癌症治疗的代谢氧化还原回路
  • DOI:
    10.1016/j.tibs.2019.01.001
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    TRENDS IN BIOCHEMICAL SCIENCES
  • 影响因子:
    13.8
  • 作者:
    Wang, Kui;Jiang, Jingwen;Huang, Canhua
  • 通讯作者:
    Huang, Canhua

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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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