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细胞命运决定信号

日期:2014-09-26 00:00:00

生物体基因组时刻都暴露在体内外各种应激因素的作用下,即使非常健康的细胞其基因组DNA的完整性也持续受到威胁。DNA在细胞内外各种因素的作用下可不断产生损伤,如体内代谢过程中产生的自由基和其它活性化合物,DNA在复制和重组过程中自发的错误;环境中的紫外线和离子辐射以及一些化学物质均能损伤DNA。细胞能通过周期阻滞修复DNA或者细胞凋亡对DNA损伤产生反应。细胞对DNA损伤反应的异常将导致肿瘤的发生。因此DNA损伤一直以来也是癌症研究的一个重要方面。

在参与DNA损伤反应的细胞周期检查点分子机制中,ATR/Chk1激酶通路和ATM/Chk2激酶通路起着重要的作用。在DNA双链断裂时,通常是ATM/Chk2通路被激活;而在DNA单链断裂或者DNA烷基化等结构性损伤时,则是ATR/Chk1通路被激活。二者被活化后激活一系列的下游底物,如Cdc25、cyclin和Weel等,使得细胞周期停滞。

根据结构与功能机制的不同,泛素连接酶E3可分为HECT家族和RING-finger家族。HECT类泛素连接酶在骨稳态、肿瘤发生、病毒感染等过程中发挥重要功能。Smurf1是HECT类泛素连接酶Nedd4家族的一员,含有N端的C2结构域,中间的WW结构域,和C端的HECT结构域。近年来的研究证实Smurf1在细胞代谢和肿瘤的调控中占重要的作用。

研究人员报告称,发现在DNA损伤诱导的ATR/Chk1信号下游Smurf1通过促进肿瘤抑制因子RhoB降解,决定了细胞的凋亡速度。他们证实Smurf1靶向RhoB促使其降解控制了基础状态下它的丰度。紫外线或烷化剂甲磺酸甲酯(methyl methanesulphonate)可强有力地激活Chk1,导致Smurf1磷酸化促进其自我降解,因此引发RhoB累积促进了凋亡。过表达Smurf1或阻断Chk1依赖性的Smurf1自我降解来抑制RhoB水平则可显著抑制凋亡。

新研究揭示出了DNA损伤后决定细胞命运的新ATR/Chk1/Smurf1/RhoB信号通路,并提出了由于Smurf1异常上调导致过度靶向RhoB使其降解,由此促使肿瘤形成的可能性。

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