β-TrCP靶向介导TRF1泛素化降解在端粒调控中的作用和分子机制研究

肿瘤细胞大多通过端粒酶活性的激活而弥补随细胞分裂逐渐缩短的端粒长度以获得永生化。TRF1是已知的端粒长度负调控因子，它与端粒双链DNA结合阻断端粒酶结合位点使端粒酶不能发挥作用。最近本课题组发现一个新的TRF1相互作用蛋白质β-TrCP，隶属泛素E3连接酶，并且已证实TRF1与β-TrCP在体内、体外均有相互作用，β-TrCP可以促进TRF1的降解。 本项目拟在前期工作基础上，通过体内、体外泛素化实验进一步明确β-TrCP与TRF1的作用关系，观察β-TrCP靶向介导TRF1泛素化降解对TRF1功能的影响、端粒酶活性的影响、端粒长度的影响，进一步明确β-TrCP靶向介导TRF1泛素化降解对端粒酶、端粒长度调控的分子机制。本项目的研究有助于深入了解端粒、端粒酶及端粒结合蛋白在细胞衰老及肿瘤发生发展中的作用，并为临床研发新的肿瘤治疗靶分子和手段提供重要的理论基础和实验依据。

端粒是真核细胞线性染色体末端的一种特殊结构，被认为是细胞有丝分裂的生物钟，端粒长度反映了细胞的增殖分裂能力。端粒酶激活是人类肿瘤发生的重要机制之一。端粒酶已成为目前所知的最为广谱的肿瘤标记物，不仅对恶性肿瘤的诊断具有指导意义，而且有可能通过抑制端粒酶活性达到治疗肿瘤目的，是肿瘤治疗的重要靶点。TRF1是被发现的第一个人端粒重复序列结合因子，为端粒长度的负调控因子。2003年首次发现TRF1通过泛素化途径进行降解，而泛素化降解是目前已知的所有真核生物体内具有高度选择性的最为重要的蛋白质降解途径。但是参与TRF1泛素化降解的其它组分及过程尚不完全明确。本课题组在前期研究中以TRF1为诱饵蛋白通过酵母双杂交筛选出一个新的TRF1相互作用蛋白β-TrCP，在前期工作的基础上，本课题组详尽剖析了β-TrCP与TRF1相互作用的分子机制，外源性过量表达β-TrCP能够导致TRF1的表达量降低，进一步研究显示，β-TrCP通过促进TRF1的泛素化降解调控TRF1的蛋白表达水平，并且这一调控功能依赖于β-TrCP的F-box结构域。此外令人惊喜的是，在端粒酶阴性细胞中，PML3可以保护TRF1不受β-TrCP的降解，过量表达β-TrCP能够调控APB的形成，而利用siRNA抑制内源性β-TrCP的表达，则使得APB数量明显减少，提示β-TrCP在调控APB的形成中起到重要作用。本研究首次发现了TRF1是一个新的β-TrCP底物蛋白，并且证明了β-TrCP在APB形成的调控中起到重要作用。本研究为深入理解端粒及端粒酶调控机制提供了新的佐证及线索。