CRL4ACRBNE3激素連接酶在癲癇和多發(fā)性骨髓瘤調(diào)控中的機(jī)制研究.pdf

1、蛋白質(zhì)的泛素化調(diào)控在細(xì)胞中具有多種功能，包括調(diào)控細(xì)胞周期，細(xì)胞的增殖和凋亡，以及細(xì)胞中各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫功能。特別是在一些特定的疾病中，蛋白的泛素化調(diào)控具有重要的作用。本課題主要研究CRL4ACRBN E3泛素連接酶對癲癇和多發(fā)性骨髓瘤這兩種疾病中特定蛋白的調(diào)控以及具體的機(jī)制。
　　在神經(jīng)元中離子通道主要用來調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的興奮性。一些離子通道的突變經(jīng)常會導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)功能疾病，比如癲癇。相對于目前大量的關(guān)于離子通道蛋白結(jié)構(gòu)和功能的研

2、究，我們對于離子通道活性的翻譯后修飾調(diào)控卻知之甚少。在這個研究中我們報道了大電導(dǎo)、鈣離子和電壓門控的鉀離子通道(BK)能被CRL4ACRBN E3泛素連接酶靶向并被多聚泛素化，從而滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，不向細(xì)胞膜上運輸。當(dāng)我們在實驗中使CRL4CRBN泛素連接酶失活，就能看到去泛素化的BK離子通道從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放出來，并且運輸?shù)郊?xì)胞膜上，從而導(dǎo)致了顯著的BK離子通道活性的增加。同時我們構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠，在小鼠的海馬和大腦皮層中特異性地敲除了DD

3、B1基因，使CRL4CRBN泛素連接酶失活，這些突變小鼠在年老的時候會自發(fā)地產(chǎn)生癲癇，而且對于藥物誘發(fā)的癲癇特別敏感。當(dāng)我們用CRL4CRBN泛素連接酶的抑制劑去處理正常的小鼠時，我們也能發(fā)現(xiàn)這些小鼠對誘發(fā)癲癇的藥物非常敏感。同時這種對誘發(fā)癲癇藥物的敏感性能被BK離子通道的特異性抑制劑所減輕。因此，我們認(rèn)為當(dāng)BK離子通道在細(xì)胞中合成后運輸?shù)郊?xì)胞膜表面前的泛素化調(diào)控是細(xì)胞調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)興奮性和癲癇發(fā)生的重要步驟。
　　骨髓瘤是一種漿細(xì)

4、胞癌癥，表現(xiàn)為骨髓中異常漿細(xì)胞的侵潤。它是一種最普遍的血液癌癥，大概占所有癌癥總數(shù)的1％。早些年多發(fā)性骨髓瘤的常規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)治療方法是化療和自體同源干細(xì)胞移植。然而隨著新的藥物靶點的發(fā)現(xiàn)，更多的新藥被開發(fā)用于治療骨髓瘤。包括bortezomib、thalidomide和相應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)藥物(IMiDs)。臨床研究表明，bortezomib和IMiDs聯(lián)用可以有效地提高多發(fā)性骨髓瘤患者的存活率，并用來治療經(jīng)單一藥物治療后復(fù)發(fā)的患者。近期研究揭示

5、了IMiDs用來治療多發(fā)性骨髓瘤的機(jī)制。IMiDs被發(fā)現(xiàn)能和CRL4A泛素連接酶的一個接頭蛋白CRBN結(jié)合，從而激活CRL4ACRBN泛素連接酶的活性來靶向并泛素化降解B細(xì)胞特異性的兩個轉(zhuǎn)錄因子IKZF1和IKZF3，而IKZF1和IKZF3對骨髓瘤細(xì)胞的存活至關(guān)重要。Bortezomib和IMiDs聯(lián)用能取得更好的臨床效果，但是bortezomib作為一種蛋白酶體抑制劑，它能抑制IMiDs所誘發(fā)的IKZF1/3降解，理論上抑制IMiD

6、s的作用。所以這就存在一個矛盾。在本研究中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)CRBN不和CRL4A泛素連接酶結(jié)合時，它本身是不穩(wěn)定的，能被另一個泛素連接酶SCFFbxo7泛素化降解。所以在骨髓瘤細(xì)胞中，bortezomib能穩(wěn)定CRBN的水平，使更多的CRBN與CRL4A泛素連接酶結(jié)合，促進(jìn)IMiDs所誘發(fā)的IKZF1/3的降解，從而產(chǎn)生對骨髓瘤細(xì)胞的協(xié)同抑制作用。為了更進(jìn)一步研究多發(fā)性骨髓瘤的抗藥性機(jī)制，我們做了全基因組范圍基于CRISPR文庫的基因敲除篩選