氧化应激诱导的G2/M期阻滞中HSP90对26S蛋白酶体的调控机制

高温、电离辐射、环境污染物等环境刺激物均可导致氧化应激，并直接影响机体在极端环境中的存活和正常功能。蛋白质质量控制，对维持氧化应激下细胞的正常功能至关重要。分子伴侣HSP90与26S蛋白酶体是蛋白质质控中的重要分子，两者的协同作用机制，亟待阐明。预实验结果表明：氧化应激导致的细胞G2/M期阻滞与Cdk1、Cyclin B1及26S蛋白酶体活性有关；Hsp90有助于维持20S蛋白酶体活性。本研究将与细胞周期G2/M相关的Cdk1和Cyclin B1作为底物蛋白，以慢病毒转染技术建立表达HSP90ATPase突变体细胞株，应用固化Hsp90抗体免疫共沉淀技术观测底物蛋白结合状态的变化，从影响HSP90分子伴侣功能的四个因素：量、修饰状态、共伴侣蛋白、ATPase活性，并于细胞模型与动物模型中进行初步验证，阐明氧化应激中HSP90对26S蛋白酶体泛素化降解途径调控作用。

高温、低氧环境、电离辐射、环境污染物等环境刺激物均可导致氧化应激，并直接影响机体在极端环境中的存活和正常功能。细胞周期阻滞是生物体应对外源性应激导致基因组不稳的修复反应的重要手段。Cyclin B1，Cdk1等细胞周期蛋白的精确调控，与细胞周期G2/M期阻滞密切相关,且均为Hsp90的底物蛋白。分子伴侣Hsp90与26S 蛋白酶体是蛋白质质控中的重要分子，两者的协同调控细胞周期阻滞机制的阐明，将有助于深入探索氧化应激导致的细胞应激保护机制。研究结果表明：过氧化氢诱导的体外氧化应激模型中，氧化应激导致的细胞G2/M期阻滞与Cdk1、Cyclin B1 及26S蛋白酶体活性有关；Hsp90 有助于维持20S 蛋白酶体活性。氧化应激通过对Hsp90分子的剪切降解，T5/T7位点磷酸化修饰，以及抑制蛋白酶体活性的作用，调控细胞周期调控蛋白Cdk1,cyclin B1的降解及磷酸化修饰状态，协同导致细胞周期G2/M期阻滞，以修复氧化应激诱导的DNA损伤导致的基因组不稳。在氧化应激诱导的cyclin B1的蓄积过程中，Hsp90有调控蛋白酶体活性、抑制cyclin B1转录，促进cyclin B1降解的作用。共分子伴侣Cdc37在参与Cdk1,cyclin B1蛋白稳态维持中发挥重要作用。已知实体瘤中心部位普遍存在着由缺血缺氧导致的氧化应激。在典型的食管鳞癌癌巢中心坏死区并出现Hsp90低表达和cyclin B1高表达。适度低氧诱导细胞增殖，且Hsp90抑制剂有抑制细胞增殖作用，但被低氧处理削弱，并与细胞周期蛋白cyclin B1的降解密切相关。分子伴侣Hsp90在细胞周期阻滞及相关细胞周期蛋白协同调控作用的深入探索，将为制定Hsp90分子相关的应激保护治疗和应激适应等预防措施，提供理论依据。