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本论文共由两部分工作组成。在第一部分工作中,研究了小分子化合物Thiosemicarbazone-24(TSC24)和双氢青蒿素(DHA)对铁代谢的影响及其抗肿瘤的作用机制。在第二部分工作中,研究了核糖体蛋白RPS7与肿瘤抑制因子BCCIPβ之间的相互作用及其对p53信号通路的影响。
TSC24是化学合成的一系列α-杂环甲醛缩氨基硫脲化合物中的一种,在细胞和小鼠水平发现其具有抗肿瘤活性;DHA是抗疤药物——青蒿素的主要代谢产物,在多种肿瘤模型中都显示了很好的抗肿瘤活性,但它们的分子机制并不清楚。本论文旨在从铁代谢的角度出发,研究TSC24和DHA对癌细胞的影响。首先在肝癌中的研究发现,同其他铁螯合剂一样,TSC24抑制细胞增殖并诱导凋亡。接着我们发现TSC24降低了细胞内的铁含量并诱发了细胞的缺铁反应,进一步的实验表明这可能与铁吸收降低及代谢失衡相关。补救实验的结果表明,补加外源铁盐能明显缓解TSC24对细胞的损伤作用,包括对铁吸收的影响、铁代谢的干扰、铁缺乏的反应以及对肿瘤细胞的杀伤效果等,说明TSC24是通过造成细胞铁缺乏来发挥抗肝癌作用的。另外我们还论证了TSC24的抗肝癌活性并不是由拓扑异构酶Ⅱα的活性抑制介导的,这也说明了TSC24靶向铁元素抑制肝癌的特异性。另一方面,发现DHA能以时间依赖和剂量依赖的方式造成肿瘤细胞的铁缺乏、降低铁元素吸收、干扰细胞内既有的铁平衡状态,并且这些现象与氧化损伤无关。其次发现,DHA降低了细胞膜上的TfR1水平,进一步的研究表明DHA对TfR1的调节能够被胆固醇螯合剂nystatin所逆转,但并不能被clathrin依赖的内吞作用抑制剂所逆转,说明DHA可能影响了脂筏介导的内吞作用。此外,nystatin能够逆转DHA对细胞周期、凋亡相关基因的影响,而下调TfR1的水平能够降低细胞对DHA的敏感性。这些结果表明了DHA能够通过作用于TfR1以一种非典型的方式内吞、减弱细胞对铁的吸收从而杀伤肿瘤细胞。
最近研究表明,核糖体蛋白在感受环境刺激介导压力方面发挥重要功能,是一类重要的p53调控因子及效应因子。之前的研究发现,核糖体小亚基蛋白S7能够通过MDM2上调p53的水平。而BCCIP蛋白是近年来发现的一个肿瘤抑制因子,它是一类BRCA2和CDKN1A(p21 wafl/Cipl)结合蛋白,能够与BRCA2、p53、p21等蛋白结合,在DNA损伤修复、细胞周期调控、维持基因组稳定性方面发挥重要功能。本论文首次发现RPS7与BCCIPβ能够直接结合,并研究了RPS7-BCCIPβ相互作用对p53信号通路的影响。首先证明了RPS7和BCCIPβ在体内和体外都能结合,共定位实验和内源免疫共沉淀实验则说明细胞内源的RPS7和BCCIPB也可以相互结合。并且,RPS7蛋白与BCCIPβ的结合区位于其中部区域。其次功能研究发现,RPS7和BCCIPβ能协同增强p53的水平,二者都能显著增加各自对p53及其靶基因的激活作用。对细胞周期的分析结果也证实了这一点,RPS7能明显增加BCCIPβ对细胞周期的阻滞效果。进一步的研究发现,RPS7不影响BCCIPβ与p53的结合。并且RPS7和BCCIPβ的结合在DNA损伤情况下明显增强,说明RPS7-BCCIPβ相互作用可能参与介导了DNA损伤对p53信号通路的激活。