TRIM家族蛋白在内质网相关蛋白降解中的作用及其机制研究

TRIM family proteins, contain a conserved RING finger domain at their N-terminal, play an important role in tumorigenesis and neurodegenerative disease through targeting protein degradation and regulation of global protein quality control, while ER-related signaling pathways also play a crucial role in these processes. To evaluate whether TRIM family proteins involve in ER-associate function, we’ll screen and determine the TRIM family members (TRIMs) which close link to ER stress. Then, by using qPCR, gene knockdown/knockout, gene overexpression and different biological methods, we’ll further investigate the role and molecular mechanism of TRIMs in UPR, ERAD and ER stress induced apoptosis. Moreover, we’ll focus on the regulation of TRIMs in ER stress induced ROS production and the Sel1L-Hrd1 complex in ERAD process, as well as searching TRIMs-interacting proteins, especially those localized at ER, to elucidate the role of TRIMs in ER-associate functions. Finally, we’ll examine the expression of TRIMs in tumor and their roles in tumor growth and patients’ overall survival, and explore the possibility of TRIMs as a tumor marker in tumor detection and therapy.

TRIM家族蛋白在N端均具有一个RING指结构域，通过介导特异蛋白降解及广泛调控蛋白质量控制，在肿瘤发生及神经退行性疾病中发挥重要作用，而此过程中内质网相关信号通路也极为重要。为了研究TRIM家族蛋白在内质网相关功能中的作用，本项目将筛选并确定与内质网应激密切关联的TRIM家族成员（TRIMs）。进而利用qPCR、基因敲低/敲除、过表达以及各种生物学方法，深入研究TRIMs对未折叠蛋白反应通路、内质网错误折叠蛋白降解以及内质网诱导的细胞凋亡等方面的作用及分子机制。另外，重点分析TRIMs对内质网应激所产生ROS水平，以及内质网错误折叠蛋白降解过程中重要复合体Sel1L-Hrd1的调控，同时寻找TRIMs（特别是定位于内质网）的相互作用蛋白，以深入阐明TRIMs在调控内质网相关功能中的机制。最后，通过小鼠模型和肿瘤病人组织样品，分析TRIMs在肿瘤中的表达，及其与肿瘤生长、病人生存期的关系。

内质网应激以及胞内氧化应激水平调控，一直是研究肝癌发生及肿瘤信号通路的热点，前期的研究发现包括肝癌在内的多种肿瘤中，常常伴随着氧化应激反应中的核心因子Nrf2蛋白的过度激活，进而导致癌症发生发展，而调控Nrf2蛋白信号通路的具体分子机制仍不完全清楚。本项目研究发现TRIM家族蛋白TRIM25作为一种新型内质网应激感受器，负向调控UPR信号通路、促进内质网相关蛋白降解(ERAD)通路进而改善肿瘤细胞内部的内质网环境；并从机制上发现上调的TRIM25蛋白能够直接结合并泛素化降解Keap1，进而激活Nrf2蛋白信号通路，消除肝癌细胞内活性氧（ROS）水平，最终帮助肝癌细胞在应激条件下存活。此外，TRIM25蛋白的高表达与肝癌患者预后差呈正相关。这些结果揭示了Keap1-Nrf2信号通路的上游核心因子TRIM25是一个新的调控内质网平衡的感应因子，这为临床肝癌治疗提供了理论基础和潜在的干预靶点。