泛素连接酶CHIP在乳腺癌进程中的调控作用研究

CHIP is a U-box-type ubiquitin ligase that induces ubiquitylation and degradation of its substrates, which include several oncogenic proteins. The relationship between CHIP and tumour progression, however, has not been elucidated. We found that CHIP suppresses tumour progression in human breast cancer by inhibiting oncogenic pathways. CHIP levels were negatively correlated with the malignancy of human breast tumour tissues. In a nude mouse xenograft model, tumour growth and metastasis were significantly inhibited by CHIP expression. In contrast, knockdown of CHIP (shCHIP) in breast cancer cells resulted in rapid tumour growth and metastastic phenotypes in mice. Preliminary data indicate CHIP inhibits anchorage-independent cell growth and metastatic potential by degrading oncogenic protein AIB1.In this research we will elucidate the role of CHIP in the AIB1 signaling transduction and in the proliferation of breast cancer, which is helpful not only in providing a new strategy for breast cance treatment, but also faciliating further recognition of protein quality-control machinery.

CHIP是一个Ubox类型的泛素连接酶，它能够诱导底物泛素化并通过蛋白酶体降解。作为蛋白质质量控制体系的重要组成部分，CHIP在生理和病理方面的重要作用不断得到揭示。CHIP的底物包括很多致瘤蛋白，但其在肿瘤进程中的作用还不甚明了。我们发现CHIP对乳腺癌的发展有明显的抑制作用。CHIP的蛋白水平与人乳腺癌组织的恶性程度呈负相关。在裸鼠移植瘤模型中，过表达CHIP能够显著抑制肿瘤的生长和转移，相反，在乳腺癌细胞中降低CHIP的表达后导致了肿瘤的快速生长和转移。实验提示乳腺癌扩大因子 AIB1很可能是CHIP的底物，CHIP通过降解AIB1从而抑制了乳腺癌进程。基于相关领域的最新发现和前期实验的线索，本课题拟研究CHIP在乳腺癌进程中的调控作用及其机制，以期揭示CHIP通过调控相应信号转导途径在细胞癌变中发挥作用的方式，同时为理解乳腺癌的发病原因提供新的线索，并拓宽对蛋白质量控制机制的认识。

蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质降解和稳定的精确调控关系到细胞几乎所有生理功能的正常运转，因此对蛋白质降解和稳定调控机制的研究，一直以来都备受关注。蛋白质的质量控制系统在维持蛋白质降解与稳定的平衡中发挥着至关重要的作用，是细胞稳态的捍卫者。但是蛋白质质量控制系统如何精确地调控底物的命运？这种调控的失衡会带来怎样的生理和病理改变？都是有待揭示的问题。CHIP是蛋白质质量控制系统的重要成员，作为一个Ubox类型的泛素连接酶，它能够诱导底物泛素化并通过蛋白酶体将其降解。CHIP在生理和病理方面的功能不断被揭示。CHIP的底物谱很宽，包括很多致瘤蛋白，但它在肿瘤进程中的作用还不明确。我们在前期工作中发现，CHIP对乳腺癌的发展有抑制作用。CHIP的蛋白水平与人乳腺癌组织标本的恶性程度呈负相关。在裸鼠移植瘤模型中，过表达CHIP能够抑制肿瘤的生长和转移，相反，在乳腺癌细胞中降低CHIP的表达后导致了肿瘤的快速生长和转移。我们的实验提示乳腺癌扩大因子 AIB1很可能是CHIP的底物，因此我们推测CHIP通过降解AIB1从而抑制了乳腺癌进程。本项目基于初步实验的线索，进一步研究CHIP在乳腺癌进程中的调控作用及其机制，明确相关信号通路及CHIP的直接作用底物。我们将乳腺癌临床组织标本、乳腺癌细胞模型和裸鼠移植瘤模型作为研究材料，通过测定组织恶性程度，细胞增殖经典指标和移植瘤体积、重量和血管生成等实验数据，证实了CHIP对乳腺癌发展的负调控作用。通过泛素连接酶底物检测的系列实验，确定了AIB1是CHIP的底物，CHIP通过泛素化降解AIB1从而阻断了其下游的乳腺癌发展进程。通过定量PCR等实验，初步认识到Smad2与Twist也许在这条信号通路当中发挥作用。从我们的研究结果可以看出，CHIP在肿瘤发生中的作用是有据可循的。本研究揭示了CHIP通过调控底物蛋白的泛素化降解和相应的信号转导在细胞癌变中发挥作用的机制，为理解乳腺癌的发病原因和寻找可能的干预靶点提供了新的线索。为深入理解CHIP的生理和病理学功能提供了新的视角, 也有助于探索和开发CHIP在肿瘤治疗领域的应用潜能。同时为深入认识CHIP在蛋白质质量控制系统中的作用增加理论支持，也拓宽了对蛋白质质量控制机制的认识，提示其在肿瘤发生和细胞应激中的角色。