RYBP下调Cyclin D1表达的分子机制及其在肿瘤治疗中的作用

Cyclin D1, which is encoded by CCND1 gene, promotes the transition of cell cycle from G1 to S phase, and shows gene amplification or overexpression in a number of human malignancies. It is highly associated with tumor cell proliferation, angiogenesis and radiotherapeutic resistance, and is a critical oncoprotein. RYBP (Ring1 and YY1 binding protein) is a tumor suppressor, and utilizes death receptors, p53 and JNK/AP-1 signaling pathways to enhance tumor cell apoptosis and to inhibit tumor growth. Our previous study demonstrated that RYBP downregulates Cyclin D1 protein level through ubiquitin-proteasome system, independently of p53 level. However, we do not know its exact molecular mechanism(s) and biological implications. Hence, by employing molecular biological and oncologic techniques, the current study was designed to investigate the underlying mechanism responsible for proteasomal degradation of Cyclin D1 by RYBP using human tumor cell lines and xenograft mouse models, and to explore the potential for cancer therapy. The successful accomplishment of the project will uncover novel tumor suppressor function of RYBP, and provides new hints for anti-tumor drug development which target RYBP-Cyclin D1 regulatory pathway.

周期素D1（Cyclin D1）蛋白质由CCND1基因编码，促进细胞周期G1期向S期过渡，在多种肿瘤中存在该基因的扩增或过表达，与肿瘤细胞增殖、血管生成和放射治疗抗性等密切相关，是一个重要的原癌蛋白。RYBP是一个肿瘤抑制子，利用细胞死亡受体、p53以及JNK/AP-1等信号通路促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤生长。我们的前期研究发现，RYBP利用泛素-蛋白酶体途径p53非依赖性地下调Cyclin D1的蛋白质水平，但具体的分子机制和生物学意义未知。基于此，本申请项目拟以肿瘤细胞和荷瘤裸鼠为模型，利用分子生物学和肿瘤学等方法，深入揭示RYBP促进Cyclin D1蛋白酶体降解的分子机制及其在肿瘤治疗中的潜在作用。该课题的实施，将拓宽我们对RYBP肿瘤抑制子功能的认识，为靶向RYBP-Cyclin D1的抗肿瘤药物的研发提供新的线索。

Cyclin D1蛋白质是CDK4/6的调节亚基，参与底物Rb的磷酸化，释放E2F转录因子，促进细胞周期G1期向S期过渡和细胞增殖，在多种肿瘤组织细胞中存在该编码基因的扩增或过表达，与肿瘤细胞增殖、血管生成、浸润转移和治疗抗性等密切相关，是一个重要的原癌蛋白。.RYBP是一个肿瘤抑制子，通过TNFα、p53和JNK/AP-1等信号通路促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤生长。在肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌和宫颈癌等多种肿瘤组织中存在基因缺失或表达水平的显著降低。.基于报道的cyclin D1和RYBP的分子功能，结合我们前期研究发现，即RYBP通过泛素-蛋白酶体途径显著下调Cyclin D1的蛋白质水平，提出新的研究设想，申请并获项目资助。在过去4年的项目实施过程中，我们利用生物化学和分子生物学等方法，首先利用更多不同组织来源的肿瘤细胞确认了这一调节作用的存在，鉴定得到RYBP 调节 Cyclin D1 降解的 E3 泛素连接酶，证明它们共存于同一蛋白质复合物中，同时证明RYBP 负性调节其它 D 型和E型周期素。功能方面的初步结果表明，RYBP-cyclin D1通路调节雌激素受体通路和DNA损伤修复通路。.在项目实施过程中， 我们还发现，cyclin D1通过泛素-蛋白酶体途径显著下调RYBP的蛋白质水平，两者间形成明显的正反馈调节环路，提示这两个蛋白质在肿瘤发生发展中的重要拮抗作用，也提示靶向该环路在肿瘤治疗方面的潜在价值。.RYBP蛋白质家族中共有两个成员，即RYBP和YAF2，前者的抑癌基因身份比较确认，但后者在调节肿瘤细胞凋亡和增殖方面的报道不完全一致。因此，我们也对YAF2是否调节cyclin D1及其功能进行了研究，结果表明，YAF2主要从转录水平上调cyclin D1表达，促进细胞周期进展和肿瘤细胞增殖。.RYBP和YAF2蛋白中均有超过20%的含羟基氨基酸残基，利用生物学软件在两种蛋白中均预测到较多磷酸化位点的存在，但我们仅在YAF2的第167位鉴定到磷酸化的存在，并就该磷酸化修饰对YAF2功能的影响及生物学意义进行了探索。结果表明，YAF2以磷酸化和FANK1双依赖的方式抑制肿瘤细胞凋亡。总之，我们初步的结果表明，YAF2具原癌蛋白功能。