圆柱瘤蛋白（CYLD）对纺锤体行为的作用和机制研究

Spindle plays an important role during mitosis and is looked as critical structure. Spindle is composed of microtubule and microtubule associated proteins. Spindle is responsible for the accurate separation of the chromosome, and determines the direction of the cell separation, which is related to the cell division, differentiation and other important cellular functions. The normal spindle dynamics is regulated by multiple factors. CYLD protein is the tumor suppressor for human familial cylindromatosis. CYLD consists of three CAP-Gly domains in the amino terminus and associates with microtubules. In addition, a deubiquitinase domain exits in the carboxyl terminus of CYLD conferring its activity to de-conjugate polyubiquitin chains from target proteins. Therefore CYLD is involved in the complex regulation of microtubule dynamics, which associated with cell division, cell migration, cell polarization and other related physiological activities. Here we would first determine the influence of CYLD on spindle assembly and spindle orientation. In addition, we would clear the related molecular mechanisms of regulation of spindle behavior, which include microtubule dynamics regulation, affecting centrosome maturation and function, as well as the association between spindle microtubules and cell cortex. Therefore, for the purposes of this project, the research not only clear the important regulatory factors involved in spindle assembly and orientation, but also to elucidate the molecular mechanism. The research might provide a scientific basis for the spindle abnormalities related to the diagnosis and treatment of the disease.

纺锤体是细胞有丝分裂中起重要功能的结构，主要由微管和相关蛋白组装而成，负责染色体的准确分离和确定分裂的方向，关系到细胞分裂、分化等重要事件。纺锤体的动态变化是受到多种因素的调控，才得以有序进行。CYLD蛋白具有结合微管特性和去泛素化酶活性，并因此参与对微管动态性的复杂调控，和细胞分裂，细胞运动，细胞极化等多种生理活动密切相关。 本项目将首先确定CYLD对纺锤体组装、定向等行为的影响，并分析其中的作用方式；同时深入探讨CYLD调控纺锤体行为的分子机制，揭示CYLD如何通过调节微管动态性，影响中心体成熟和功能，以及纺锤体微管与细胞皮层连接等方式参与对纺锤体行为的调控。 因此，本项目的施行，相关研究结果不仅可明确有关纺锤体组装、定向的重要调控因子，还可阐明参与作用的分子机制，对纺锤体异常相关疾病的诊治提供科学依据。

CYLD蛋白的发现是源于与家族性圆柱瘤等肿瘤的发生的密切关系。对蛋白分析显示CYLD蛋白具有结合微管和去泛素化酶活性，可参与多种细胞活动。.本研究发现CYLD 在细胞分裂进程中的纺锤体定向过程发挥关键作用。CYLD蛋白在有丝分裂期表达量升高，并且通过稳定星体微管和去泛素化在细胞皮层处极性定位的dishevelled蛋白促进纺锤体的正确定向。CYLD对dishevelled的 去泛素化促进了dishevelled与NuMA的结合，进而增强了NuMA及dynein/dynactin动力蛋 白复合物在细胞皮层处的定位，最终通过星体微管为纺锤体定向提供拉力。这些发现证 明了CYLD在纺锤体定向和细胞分裂定向中发挥重要作用，并为相关的生理及病理过程的 研究提供了重要依据。.纤毛作为细胞表面伸出特化结构，与感觉和运动功能密切相关，而纤毛发生的缺陷可导致所谓的“纤毛病”。我们研究发现：CYLD敲除小鼠表现出多趾和各种纤毛缺陷，表明CYLD和纤毛功能的关联。其中可能是因为CYLD作用于中心体蛋白CEP70，促进其去泛素化，影响其定位；CYLD还会抑制组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）对微管稳定性造成影响，并由此关联纤毛的发生。.微管组织因为具有强大功能，也成为许多药物靶标，如肿瘤药物紫杉醇等。Noscapine是目前用于止咳的临床药物，新近的研究证明Noscapine可破坏微管动力学，并具有抗癌活性。研究发现CYLD可抑制Noscapine的活性，CYLD可增强Noscapine诱导有丝分裂进程和诱导细胞凋亡的能力。这样表明CYLD是可调节Noscapine活性的一个关键的因子，对相关治疗效果有重要意义。.综上，本项目对CYLD参与调节微管组装的纺锤体行为，以及纤毛的发生等重要生理活性的相关机制展开深入研究工作，对CYLD在微管组织结构的调节功能的相关基础理论有一定的补充价值。此外，还探讨了CYLD参与对药物Noscapine敏感性的调节功能，对临床用药的指导性有一定意义。