ZNF268b2抑制肿瘤细胞凋亡的分子机制研究

Nuclear factor (NF)-κB and inhibitor of NF-κB kinase (IKK) proteins regulate a variety of important pathophysiological processes, including the innate- and adaptive-immune responses, cell death and inflammation. The previous studies by our lab show that the expression of the protein isoforms ZNF268a and b2 encoded by ZNF268 gene are significantly different between the normal human cervical and cancer tissues and ZNF268b2 could promote the IKK/NF-κB signaling pathway activity induced by TNFα through interact with IKKα/IKKβ kinase subunits of IKK complex, and further inhibit apoptosis-induced. In this project, the cervical cancer cell HeLa is employed as research model, and ZNF268 activiting NF-κB signaling pathway through regulate IKKα/IKKβ kinase activity will be confirmed at both the structurally and biological functionally levels by using siRNA interference, mammalian two-hybrid system,cell colony formation in soft agar and tumorigenicity of cervical cancer in nude mice experiments and other experimental techniques, and further the molecular mechanism of the inhibition of TNFα-induced tumor cells apoptosis through ZNF268b2 regulating the activity of the IKKα/IKKβ kinase subunits of IKK complex will be clarified at both the cell and animal levels. The completion of this project will identify a new regulating molecular of the IKK kinase complex - - ZNF268b2, and elucidate its molecular mechanism, and furthermore provide a new theory for the regulation of tumor cell apoptosis by controlling the activity of IKK/NF-κB signaling pathway.

IKK/NF-κB信号通路控制着机体多种重要的病理生理学过程。我们前期研究结果显示：ZNF268基因的两种蛋白表达产物ZNF268a和b2在正常和癌组织中表达差异明显；而ZNF268b2可通过调节IKKα/β激酶活性方式调控TNFα诱导的IKK/NF-κB信号通路激活，进一步抑制其诱导的细胞凋亡，但是其分子机制并不清楚。本项目以HeLa细胞为研究对象，通过siRNA干扰、软琼脂细胞克隆形成和宫颈癌裸鼠成瘤实验等多种实验手段，从结构和功能两方面证实ZNF268b2能够通过调节IKKα/β激酶活性而激活IKK/NF-κB信号通路；从细胞和动物水平阐明ZNF268b2通过激活IKK/NF-κB信号通路而抑制TNFα诱导的肿瘤细胞凋亡的分子机制。本项目的完成将阐明一种新的IKK激酶复合物调节分子ZNF268b2的调节机制，为通过控制IKK/NF-κB信号通路活性而调控肿瘤细胞凋亡提供新的理论依据。

细胞内多种正常生物学功能和多种重要的病理生理学过程，比如细胞增殖分化、炎症反应、细胞免疫监视、肿瘤发生发展等，都与IKK/NF-κB信号通路的激活有着极为密切的关联；并且这种激活作用具有明显的组织细胞和细胞微环境等特异性。我们的前期研究结果显示：KRAB-C2H2锌指蛋白基因ZNF268至少可以编码两种蛋白表达产物ZNF268a和b2，二者在不同的正常和癌组织中具有明显的差异表达；而ZNF268b2可通过调节IKKα/β激酶活性方式调控TNFα诱导的IKK/NF-κB信号通路激活，进一步抑制其诱导的细胞凋亡，但是其复杂的分子调控机制并不清楚。本研究项目以HeLa宫颈癌细胞、SKOV3卵巢癌细胞、HEK293T细胞等为研究对象，通过CARISPR-Cas9技术、siRNA干扰、软琼脂细胞克隆形成和裸鼠成瘤实验等多种实验手段，从多方面证实ZNF268a和ZNF268b2能够通过调节IKKα/β激酶活性而激活IKK/NF-κB信号通路；从细胞和动物水平阐明ZNF268b2通过激活IKK/NF-κB信号通路而抑制TNFα诱导的肿瘤细胞凋亡的分子机制；在卵巢癌细胞SKOV3中下调ZNF268基因表达能够显著增强细胞增殖能力，这主要是通过调控细胞周期调控因子CDK2和CCND2等的表达，进而调控细胞周期进程而实现的；进一步实验表明，ZNF268a和ZNF268b2具有完全不同的亚细胞定位，这部分解释了二者具有不同生物学功能的原因；而ZNF268a蛋白的KRAB功能区作为一种潜在的核定位信号，可以促进ZNF268a完成核定位功能进而发挥生物学功能。上述实验结果说明，ZNF268基因的不同蛋白编码产物具有复杂的生物学功能。本项目的完成为阐明ZNF268基因蛋白产物的生物学功能提供的坚实的证据，为进一步探讨ZNF268基因的生物学功能及其分子调控机制提供了实验依据。