论文部分内容阅读
增加肿瘤细胞对放疗的敏感性一直是当今辐射生物学研究的重点方向之一。线粒体依赖的凋亡信号是肿瘤放疗的核心通路,肿瘤细胞会通过诱导凋亡信号紊乱产生辐射抗性,因此如何提高肿瘤对射线的敏感性是临床肿瘤放疗面临的突出问题。近期有文献报道了内质网应激参与调控辐射诱导细胞凋亡的过程,但是详细的分子机制尚未阐明。蛋白质二硫键异构酶家族(protein disulfide isomerase family proteins,PDIs)是内质网应激过程中重要的调控因子,具有二硫键异构酶活性和分子伴侣活性,PDIs表达失调会严重影响肿瘤对凋亡信号的响应。本研究使用生物信息学工具筛选出PDI家族中与癌症预后密切相关的8种蛋白,发现PDI家族中与癌症关系最密切的蛋白:PDIA1(也称作PDI或P4HB)。其次本课题探究了辐射诱导细胞凋亡的机理以及PDI在辐射诱导细胞凋亡过程中的作用及机制。主要研究结果如下:1.筛选PDI家族中对癌症有显著影响的蛋白:我们首先分析了 PDI家族蛋白的转录情况,通过ONCOMIN数据库统计发现PDIs在肾癌中转录水平上调最明显。其次在转录水平(生存分析,ROC分析,构建相互作用网络)和蛋白水平(免疫组化)两个层面的分析发现:PDI家族蛋白通过内质网应激相关通路影响癌症的进程。其中PDI作用效果最明显,可以作为潜在的癌症标志物。2.探究了 PDI在辐射诱导凋亡信号中的作用及机制:通过生物信息学分析,我们发现PDI在多种癌症中表达量增加。进一步研究发现辐射能够诱导内质网中PDI的表达增加,而且PDI能够负反馈调节辐射诱导的细胞凋亡。我们利用多种凋亡相关基因敲除的细胞系发现内源性线粒体途径而非外源性途径是辐射诱导细胞凋亡的主要途径。进一步探究发现辐射能够诱导PDI蛋白从内质网腔释放并移位至线粒体并最终抑制辐射诱导的内源性凋亡发生。主要机制是由于PDI释放后转移至线粒体,抑制了 Bak多聚化及线粒体膜通透化的发生,进而抑制了下游细胞色素C的释放及最终凋亡信号的发生。以上研究结果证明了 PDI是PDI家族中调控肿瘤放疗凋亡的核心蛋白,并初步明确了 PDI抑制辐射诱导凋亡的机理,阐明了内质网应激与辐射诱导线粒体凋亡信号的关系,为以内质网/线粒体为靶点的肿瘤放疗提供了基础数据。