TIFA介导DNA损伤诱发的NF-kappaB激活和衰老相关分泌表型的分子生物学机制

基本信息
批准号:81771495
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:张宇
学科分类:
依托单位:北京大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:付静轩,黄道园,周雪宏,袁富文,孙馨培,程笑
关键词:
细胞衰老衰老屏障DNA损伤衰老相关分泌表型
结项摘要

Challenges to the genome integrity would elicit DNA damage response (DDR). DNA damages and DDR events, including the special irreparable telomeric DNA damage could be detected in replicative and stress-induced cellular senescence, as well as in over-activated oncogene-associated senescence barrier models. Among the arrays of distinctive phenotypesand biomarkers in cellular senescence, there was a burst of nvestigations on secretory factors associated with inflammation and malignancy, which were designed as "senescence-associated secretory phenotype" (SASP) owing to their induction by replicative or stress-triggered senescence. These myriad factors, including panels of cytokines, chemokines and interferons, contribute to aging process in an autocrine, paracrine or endocrine fashion via their collaborations with DNA damage response. Nuclear factor-kappaB (NF-kappaB) is the master regulators responsible for transcriptional activation of inflammation machinery, and subunit of this family was identified as major transcription factor accumulated on chromatin of senescent cells. However, the molecular mechanisms linking nuclear DDR and cytoplasmic IKK (Inhibitor of Nuclear Factor kappa-B Kinase) activation in the context of cellular senescence remains not fully understood. In our pilot experiments, a FHA (Forkhead-associated) domain-containing protein TIFA (TRAF-interacting protein with an FHA domain) without any previously identified roles in DDR-elicited NF-kappaB activation, was observed to be translocated into nucleus and accumulated on damaged chromatin following genotoxic stress. Biochemical and molecular biological experiments further revealed that under DNA damage conditions TIFA promoted ubiquitination of NEMO (NF-kappaB Essential Modulator), which was a key transducer of DDR signals to cytoplasmic IKK complex assembly, and that TIFA could induce NF-kappaB activation and SASP subsequently. We believe the elucidation of mechanistic details for TIFA-mediated transduction of DDR signals to NF-kappaB activation and TIFA-elicited SASP would not only contribute to the molecular dissection of aging and senescence barrier in caners, but also provide novel pharmatheutical target for taking advantage of SASP in cancer development and metastasis.

基因组DNA的损伤会激活细胞内的损伤应答(DDR)通路。复制性衰老、应激诱导的衰老、以及原癌基因激活的衰老屏障等细胞衰老模型中都有明显的DNA损伤和DDR。衰老相关的分泌表型(SASP)是新近发现的细胞衰老关键分子特征之一。NF-kappaB作为调控诸多炎性分泌基因表达水平的核心转录因子,在SASP的发生和发展过程中起着重要作用。通过前期的功能筛选实验,我们找到一个具有FHA结构域的炎症相关蛋白TIFA,可以在DNA损伤条件下入核并明显富集于染色质上。初步实验发现TIFA可以通过促进DNA损伤时NEMO的泛素化修饰,诱导NF-kappaB的激活以及衰老相关分泌表型。我们相信深入探索以TIFA为核心节点的、能在DNA损伤条件下转导损伤信号到NF-kappaB的信号通路的分子机制和生物学功能,对于我们理解SASP的分子机理并通过SASP来调控衰老进程、肿瘤发生和转移有非常重要的意义。

项目摘要

衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotypes,SASP)是由老化细胞分泌的一组蛋白的总称,主要包括炎症及免疫调节相关的细胞因子、趋化因子、生长因子以及一些细胞表面分子。SASP是细胞衰老一个特征性表现,与衰老进展和老年疾病关系极为密切。转录因子NF-kappaB是调节SASP发生的枢纽,而DNA损伤是NF-kappaB通路激活的重要刺激信号之一。DNA损伤应激条件下,关键蛋白NEMO(NF-kappaB essential modulator)通过SUMO化,磷酸化和泛素化等一系列转录后修饰,完成从细胞浆到细胞核再到细胞浆的穿梭,将核内的损伤信号扩散到核外,最终引起NF-kappaB信号通路的活化。然而,这些分子过程的链接和偶联机制仍有很大的探索空间。通过本项目的实施,我们发现TIFA作为细胞浆中NF-kappaB的激活因子,在DNA损伤后转位到细胞核并在染色质上聚集。而过表达TIFA可以显著增强DNA损伤诱导的NEMO泛素化修饰,促进NF-kappaB下游靶基因的转录激活,引起SASP相关细胞因子如白介素-6和白介素-8的分泌增加。进一步,我们发现TIFA参与的NF-kappaB通路激活依赖于其第9位苏氨酸及FHA结构域;而当此苏氨酸或FHA结构域突变后,NF-kappaB通路的活化作用减弱,并伴随NEMO泛素化修饰水平的降低。通过蛋白质组学实验我们阐明:TRAF2作为TIFA的互作蛋白和E3泛素连接酶,可以在NF-kappaB激活过程中联合TIFA增加NEMO的泛素化水平;而TRAF2的敲低极大地阻碍了此修饰的建立。在多发性骨髓瘤和细胞衰老SASP模型中,TIFA同样可以促进DNA损伤诱导的NF-kappaB通路激活以及下游基因的转录和相关因子的分泌。这项研究既有助于我们深入理解SASP的分子机理,也为通过SASP干预衰老和肿瘤的发生提供了新的分子靶标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
3

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.21.004
发表时间:2018
4

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

DOI:
发表时间:2018
5

莱州湾近岸海域中典型抗生素与抗性细菌分布特征及其内在相关性

莱州湾近岸海域中典型抗生素与抗性细菌分布特征及其内在相关性

DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20150518001
发表时间:2015

张宇的其他基金

批准号:81760259
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21506215
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301211
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603573
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660253
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11174240
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51508412
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460197
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11101103
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50202009
批准年份:2002
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40975008
批准年份:2009
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:61100183
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801336
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11805001
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300254
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61702095
批准年份:2017
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202482
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51306197
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61675086
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51208427
批准年份:2012
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50877032
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41705140
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41102211
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801680
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41276040
批准年份:2012
资助金额:89.00
项目类别:面上项目
批准号:50875159
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61673341
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11375005
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:41476123
批准年份:2014
资助金额:89.00
项目类别:面上项目
批准号:71103096
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61005085
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41275016
批准年份:2012
资助金额:96.00
项目类别:面上项目
批准号:21203082
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91951117
批准年份:2019
资助金额:83.00
项目类别:重大研究计划
批准号:91537106
批准年份:2015
资助金额:86.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41676023
批准年份:2016
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:50175066
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:61073129
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:61306088
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61106039
批准年份:2011
资助金额:38.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571806
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51901027
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11005056
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805555
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51102287
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61305071
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41801266
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51672314
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61905039
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472105
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61305028
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41676177
批准年份:2016
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:61874142
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31501856
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11875158
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51004076
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703126
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81800187
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81371254
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:41506031
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870679
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:71903095
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31570190
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:41702065
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11902206
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708148
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60503072
批准年份:2005
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460219
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61202457
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170959
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:60571031
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:81302547
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11901511
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61475062
批准年份:2014
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:31860183
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31660187
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51903077
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

过表达Axl调控cGAS-STING抑制衰老相关分泌表型(SASP)延缓血管衰老的作用及机制

批准号:81901428
批准年份:2019
负责人:左培媛
学科分类:H1901
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
2

调节NF-kappaB在衰老进程中转录激活功能的表观遗传学机制研究

批准号:81300254
批准年份:2013
负责人:张宇
学科分类:H1901
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

IRE1α-XBP1通路调控细胞衰老相关分泌表型介导胃癌化疗耐药的作用与机制研究

批准号:81602617
批准年份:2016
负责人:黄禾菁
学科分类:H1821
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
4

IL-1α介导的肝细胞衰老分泌表型在药物性肝损伤中对细胞再生的调控作用及机制研究

批准号:81900527
批准年份:2019
负责人:莫瑞东
学科分类:H0308
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目