MARVELD1参与的肿瘤细胞mRNA 5′-Cap加工及无义介导mRNA降解机制研究

mRNA成熟加工是基因表达调控的重要方式之一，也是mRNA质量控制和关键限速步骤。但其机制复杂，与肿瘤发生发展关系的认识尚待深入。课题组前期研究发现MARVELD1在多种肿瘤细胞中存在频发的表达失活，恢复表达可影响70余个参与mRNA加工的RNA表达，并证实该蛋白与核Speckle小体和CBP20特异性共定位，与Importin-β相互作用，提示该分子可能参与了mRNA 5′-Cap加工或无义介导mRNA降解（NMD）。为确认和理解MARVELD1对mRNA加工的作用和肿瘤细胞mRNA加工与NMD的影响，本项目拟应用m7GpppG结合实验和相互作用分析等技术，研究其与mRNA 5′-Cap和NMD的关系，分析其表达失活的肿瘤细胞中相关机制的变化。本项目的完成将有助于加深我们对肿瘤细胞mRNA加工和NMD途径分子机制变化的认识，进而从mRNA质量控制角度，为临床肿瘤生物治疗提供新的策略。

本研究前期发现MARVELD1 在肺癌、乳腺癌和肝癌等多种恶性肿瘤组织和细胞系中表达显著下调。根据该蛋白的细胞内定位及其对细胞表型的影响，本项目深入分析了MARVELD1的生物学功能，利用免疫共沉淀技术探讨了其在细胞核内 与Importin-β、CBC复合体之间的相互作用，并通过实时定量分析了多种黏附相关蛋白的mRNA与前体mRNA的表达情况，确定了MARVELD1 与mRNA 5′-Cap 加工机制的关系，在此基础上开展了功能结构域的研究，确认了MARVELD1与Importin-β相互作用的功能位点，揭示了MARVELD1参与了细胞黏附相关分子integrinβ1 mRNA 加工的分子基础。本课题进一步结合前期生物信息学预测结果，探讨了MARVELD1 与NMD 的关系，通过免疫荧光及免疫共沉淀技术证实了MARVED1与NMD的核心因子UPF1和SMG1存在相互作用，从而证实MARVLED1参与了NMD通路。通过外源导入PTC-mRNA重组体质粒，建立了NMD机制研究的模式细胞，进一步解析了MARVLED1对NMD 机制及功能的影响。在完成以上研究内容同时，本项目课题组还研究了MARVELD1与肝细胞癌（HCC）发生、发展的关系，通过免疫组化技术进一步探讨了MARVELD1在HCC中的表达变化及其表达下调的分子基础具有与肺癌相识的机制，并深入分析了MARVELD1的表达与HCC细胞增殖的关系及其机制，进而明确了其表达对临床药物敏感性的影响。本项目的研究结果解析了MARVELD1 在RNA加工机制中的功能意义，并揭示了与肿瘤细胞mRNA 水平自我监控机制的关系，完善了我们对癌细胞自我监控机制紊乱的机制认识，为抗肿瘤治疗和预防提供新的径。