微纳米DNA探针捕获蛋白质-质谱分析联用研究肿瘤细胞对金属抗肿瘤药物的应答机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21275148
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0403.谱学方法与理论
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Cytotoxic metal-based anticancer drugs, such as cisplatin and its analogs, attack and damage DNA, which subsequently induces apoptosis or necrosis by blocking the replication and transcription of DNA. However, there is not a direct and simple relationship between the amount of DNA-drug adducts formed in different types of cancer cells and the cytoxicity of the drugs for respective cancer cells, and some types of cancer cells can adequately repair or bypass the drug-damaged DNA so that the cancer cells become resistant to drugs. This implies that different types of cancer cells possess different mechanisms responding for DNA lesions made by various anticancer drugs, which are determined by the recognition and repairing capacity of the key regulatory proteins for DNA lesions in cancer cells. However, it is still largely unclear about the recognition and repairing mechanism of regulatory proteins' response for DNA lesions. To address this key scientific issue, the present project aims developing novel methodology to capture and identify proteins which recognize DNA lesions made by various anticancer drugs. Firstly, we will design and construct drug-damaged DNA probes by immobilized DNA-drug adducts on the surface of magnetic beads or gold nanoparticles, and these probes are utilized to capture regulatory proteins in the lysates of different types of cancer cells, the captured proteins are then identified by mass spectrometry (MS). Secondly, combined with molecular modeling, hydrogen/deuterium exchange MS (HX-MS) developed previously in our lab will be applied to elucidate the binding modes and sites of proteins with DNA-drug adducts. The proposed research is expected to provide novel insights into the molecular mechanism of cancer cells responding to drug-made lesions of DNA, which will be very helpful to design and develop novel anticancer drugs.
顺铂等细胞毒性金属抗癌药物通过造成DNA损伤,阻止DNA转录和复制,诱导细胞凋亡或坏死。但是,细胞内药物与DNA形成复合物的量与其细胞毒性并不是简单的正比关系,某些癌变细胞可修复或逃避化疗药物引起的DNA损伤,对化疗产生抗药性,意味着不同肿瘤细胞对DNA的药物损伤有不同的应答机制。然而,有关肿瘤细胞如何识别、应答化疗药物造成的DNA损伤仍然不清楚。本项目将针对肿瘤细胞应答DNA药物损伤的分子机制这一关键科学问题,构建微纳尺寸的DNA探针,捕获、富集不同类型肿瘤细胞中识别药物损伤DNA的调控蛋白,建立基于质谱的蛋白质组学研究方法,鉴定捕获的蛋白质组;进而应用我们前期建立的氢氘交换质谱分析方法,结合分子模拟技术,分析鉴定关键调控蛋白和DNA-药物复合物的作用模式和位点,为深入理解肿瘤细胞对DNA药物损伤的分子应答机制,优化金属抗肿瘤药物的分子设计提供理论依据。

结项摘要

顺铂等细胞毒性金属抗癌药物通过造成DNA 损伤,阻止DNA 转录和复制,诱导细胞凋亡或坏死。但是,细胞内药物与DNA 形成复合物的量与其细胞毒性并不是简单的正比关系,某些癌变细胞可修复或逃避化疗药物引起的DNA 损伤,对化疗产生抗药性,意味着不同肿瘤细胞对DNA 的药物损伤有不同的应答机制。然而,有关肿瘤细胞如何识别、应答化疗药物造成的DNA 损伤仍然不清楚。本项目将针对肿瘤细胞应答DNA 药物损伤的分子机制这一关键科学问题,通过四年的研究与探索,借助构建的微纳尺寸的DNA 亲和探针,实现在生理条件下灵敏捕获并鉴定肿瘤细胞中识别铂类药物损伤DNA的调控蛋白,筛选出了特异性识别trans-PtTz-1,3-链内交联DNA的染色体相关蛋白PC4和RFA1。采用氢氘交换质谱分析方法,结合计算机模拟分子动力学实验及凝胶阻滞的实验,研究了trans-PtTz-1,3-链内交联DNA复合物与PC4蛋白的非共价相互作用。确定了结合位点位及结合会使PC4蛋白二聚化结构的影响,确定了PC4蛋白上的俩个氨基酸残基86位精氨酸与104位丝氨酸对PC4与损伤DNA的相互识别中起到重要的作用。整个项目工作取得了预期的研究成果,且为下一步捕获并鉴定出特异性识别与其它药物损伤DNA的结合蛋白,更深入研究DNA结合蛋白HMGB1、p53等和DNA-金属抗肿瘤药物复合物的非共价键弱相互作用,阐明DNA结合蛋白在细胞药物应答中的功能和作用奠定了坚实的方法学基础。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
Organometallic ruthenium anticancer complexes inhibit human glutathione-S-transferase pi
有机金属钌抗癌复合物抑制人谷胱甘肽-S-转移酶 pi
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Biochemistry
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li, Xianchan;Wu, Kui;Sadler, Peter J.;Xiong, Shaoxiang
  • 通讯作者:
    Xiong, Shaoxiang
Lipophilic thioguanosine: An anion receptor for cesium fluoride
亲脂性硫鸟苷:氟化铯的阴离子受体
  • DOI:
    10.1016/j.jfluchem.2013.02.020
  • 发表时间:
    2013-06
  • 期刊:
    Journal of Fluorine Chemistry
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Xiang, Junfeng;Wang, Fuyi;Liu, Xinhou;Wu, Gang
  • 通讯作者:
    Wu, Gang
Identification of binding sites of cisplatin to human copper chaperone protein Cox17 by high-resolution FT-ICR-MS
通过高分辨率 FT-ICR-MS 鉴定顺铂与人铜伴侣蛋白 Cox17 的结合位点
  • DOI:
    10.1002/rcm.7645
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Rapid Communications in Mass Spectrometry
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Li Lijie;Guo Wei;Wu Kui;Zhao Yao;Luo Qun;Zhang Qingwu;Liu Jianan;Xiong Shaoxiang;Wang Fuyi
  • 通讯作者:
    Wang Fuyi
Synthesis, Characterization, and in Vitro Antitumor Activity of Ruthenium(II) Polypyridyl Complexes Tethering EGFR-Inhibiting 4-Anilinoquinazolines
束缚 EGFR 抑制性 4-苯胺基喹唑啉的钌 (II) 聚吡啶配合物的合成、表征和体外抗肿瘤活性
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.6b00309
  • 发表时间:
    2016-05-02
  • 期刊:
    INORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Du, Jun;Kang, Yan;Wang, Fuyi
  • 通讯作者:
    Wang, Fuyi
A comparative study on the interactions of human copper chaperone Cox17 with anticancer organoruthenium(II) complexes and cisplatin by mass spectrometry
质谱法比较人铜伴侣Cox17与抗癌有机钌(II)配合物和顺铂的相互作用
  • DOI:
    10.1016/j.jinorgbio.2016.05.008
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Biochemistry
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li Lijie;Guo Wei;Wu Kui;Wu Xuelei;Zhao Linhong;Zhao Yao;Luo Qun;Wang Yuanyuan;Liu Yangzhong;Zhang Qingwu;Wang Fuyi
  • 通讯作者:
    Wang Fuyi

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其他文献

齐家南地区高台子油层致密油成藏模式
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    --
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  • 作者:
    袁青;罗群;李楠;李斌
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    李斌
Nd 和Gd 对Mg-3Al 合金的细晶行为及影响机理
  • DOI:
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    --
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘博峰
半导体纳米复合材料ZnS/PMMA制备
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    高等学校化学学报; Vol 27,No.3, 2006, P527- - 530
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    --
  • 作者:
    王志鹏;李晓东;罗群;汪琦;甄
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Fe-C-Ni体系膨胀应变能对马氏体转变的影响
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    10.11900/0412.1961.2020.00443
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈维;陈洪灿;王晨充;徐伟;罗群;李谦;周国治
  • 通讯作者:
    周国治

其他文献

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罗群的其他基金

氢交换质谱研究蛋白质与DNA药物复合物之间的相互作用
  • 批准号:
    21055002
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
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相似国自然基金

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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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