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细胞增殖与凋亡是细胞基本的生命活动,两者之间的平衡是个体正常生长发育以及组织稳态维持的基本条件,而两者之间的失衡可能导致肿瘤或者退行性疾病的发生。Hippo信号通路和Rb-E2F1通路是两条在进化中高度保守且均能够调控细胞增殖与凋亡的信号通路。Hippo信号通路通过调控Yki的活性发挥功能,由于Yki不能直接与DNA结合,进入细胞核中的Yki需要与转录因子Sd结合,启动diap1、ex、bantam等下游调控基因表达,从而促进细胞增殖抑制细胞凋亡。Rb-E2F1通路因其对细胞周期的调控而被广泛熟知,然而越来越多的报道发现E2F1过度激活能够促进细胞凋亡,并且Rb能够抑制E2F1促凋亡功能,但是其具体机制还有待进一步研究。在本论文中阐述了Hippo信号通路与Rb-E2F1通路之间的相互调控关系,以及两者协同调控细胞凋亡的功能。 经过前期在果蝇中的RNAi筛选工作,发现Rbf基因功能缺失会引起组织变小,为了探究该表型是否与Hippo通路相关,检测Rbf是否能够改变Yki下游调控基因表达,结果发现Rbf促进Yki活性。E2F1作为Rbf的经典下游基因同样参与调控Hippo信号通路,过表达E2F1能够降低Yki的蛋白水平,并且Yki下游调控基因的表达同样受到抑制。与此同时发现E2F1对Yki活性的抑制依赖于其转录共激活因子Dp。根据文献报道以及我们的免疫荧光实验发现,Yki促进E2F1转录表达,由此揭示了E2F1与Yki之间的相互调控关系。进一步通过遗传学上下游实验寻找E2F1调控Hippo信号通路的作用靶点,过表达激活形式的YkiS168A能够阻止E2F1对Yki活性的抑制,这提示E2F1可能平行于Yki或者位于Yki的上游调控Hippo信号通路。在通过生化细胞实验探究E2F1调控Yki活性的分子机制的实验中发现,E2F1通过与Yki竞争结合Sd,从而抑制Yki下游靶基因表达,并且E2F1与Sd之间的相互作用依赖于E2F1的DNA结合结构域。Rbf通过抑制E2F1与Sd之间的相互作用参与调控该竞争机制。通过综合分析RNA-seq和DamID-seq实验结果,发现E2F1能够抑制一系列Yki靶基因的表达,并且E2F1通过调控Yki活性可能在组织损伤修复中发挥功能。鉴于Rbf调控组织大小的表型,猜测Rb-E2F1可能通过调控Hippo信号通路影响细胞凋亡。通过检测翅成虫盘中caspase-3的表达变化发现,过度表达E2F1促进细胞凋亡,并且其促凋亡功能依赖于E2F1与Sd之间的相互作用。与此同时,在果蝇中肠的实验发现,E2F1过度表达促进肠上皮细胞的凋亡,并进一步促进肠干细胞增殖,此功能同样依赖于Sd。以上实验说明了E2F1/Sd在组织大小调控及稳态调节等方面的功能。 无论是Hippo信号通路还是Rb-E2F1通路,在果蝇和哺乳动物中均高度保守。通过在哺乳动物细胞中的实验发现,Rb(Rbf同源基因)激活YAP(Yki同源基因)活性,hE2F1(E2F1同源基因)抑制YAP活性,并且hE2F1与YAP竞争结合TEAD1(Sd同源基因),说明Rb-E2F1调控Hippo信号通路的机制在果蝇和哺乳动物中具有保守性。 综上所述,本研究首次发现了Rb-E2F1调控Hippo信号通路的分子机制,并探讨了Rb-E2F1调控Hippo信号通路的功能。Rb/E2F1通过调控Yki/Sd(YAP/TEAD1)复合物的形成调节器官大小及组织稳态。同时还发现,该机制在果蝇和哺乳动物中高度保守,深化了该课题的研究意义,进一步丰富了对Rb-E2F1通路以及Hippo信号通路的认识。