细胞周期检验点激酶2磷酸化ULK1在细胞自噬中的作用及机制研究

Autophagy is an important approach to sustain cell steady state, and dysfunction of autophagy plays an important role in tumor formation. Checkpoint kinase 2—an important member of DNA damage response signal pathway, regulates cell cycle checkpoint induced by DNA damage and maintains genome stability，but its research in autophagy has not been reported. Our recent work has shown that Chk2 plays a critical role in regulating the metabolic stress and oxidative stress-induced autophagy through phosphorylating ULK1. In this grant application, we propose to further clarify the mechanism of autophagy regulated by Chk2-ULK1 signaling pathways, and to explore the Chk2-ULK1 as a novel signaling pathway in the regulation of autophagy and its impact in tumor formation. The aim of our project is to clarify the mechanism of autophagy in tumorigenesis, and to provide new sights to explore novel therapeutic targets and treatment programs.

细胞自噬是维系细胞能量代谢稳态的重要途径，其功能异常在肿瘤形成中起到重要的作用。细胞周期检验点激酶Chk2是DNA损伤修复应答反应信号通路中的重要一员，参与调控DNA损伤诱导的细胞周期检查点，维护基因组稳定性，但其在自噬中的研究尚无报道。我们的近期研究发现，Chk2参与应激条件下细胞自噬的发生，并且明确了自噬相关因子ULK1是Chk2调控细胞自噬重要的生理性底物。本项目拟进一步解析Chk2调控ULK1在细胞自噬中的作用机制，探索Chk2-ULK1信号通路所调控的细胞自噬对肿瘤细胞增殖及凋亡的影响。本研究旨在阐明Chk2所调控的细胞自噬对肿瘤形成的影响，为肿瘤靶向药物的研发和治疗方案提供理论依据。

代谢应激是肿瘤在迅速增长过程中面临诸如营养匮乏、乏氧等应激压力时的共性事件，而肿瘤细胞能够抵御不利环境使其免于凋亡被认为是肿瘤发生发展的先决条件。因此，更加深入地探究肿瘤细胞免于代谢应激所导致的细胞凋亡及其分子机制，为肿瘤的精准治疗提供理论依据，已经成为当今肿瘤领域亟待解决的重要课题。我们在实验中发现CHK2参与肿瘤细胞在代谢应激条件下细胞自噬反应进而抑制细胞凋亡维护细胞稳态。首先，我们证实了CHK2在参与代谢应激条件下细胞自噬反应发生中的重要作用。其次，我们解析了ULK1是CHK2在代谢应激条件下的作用底物，并且验证了ULK1 Ser555是CHK2的磷酸化位点。进一步，我们证实ULK1 Ser555位点磷酸化能够促进代谢应激条件下细胞自噬的发生，而当抑制了ULK1 Ser555位点的活化促进了代谢应激条件下细胞的凋亡。该研究阐明了CHK2-ULK1信号通路所调控的细胞自噬对肿瘤形成的影响，为肿瘤靶向药物的研发和治疗方案提供理论依据。