TRIM27调控IL--6诱导的STAT3激活的分子机制及其在肿瘤发生中的作用

摘要

在炎症-癌症转化过程中，IL-6-STAT3信号转导发挥了非常重要的作用。炎症反应产生的细胞因子IL-6与其受体IL-6Rα/gp130结合，引起结合在gp130上的非受体酪氨酸激酶JAKs活化。活化的JAKs进一步催化STAT3的第705位酪氨酸残基发生磷酸化。磷酸化的STAT3形成同源二聚体，进入到细胞核内，结合到靶基因的启动子上，调节基因的表达。活化的STAT3可以诱导一系列促癌基因的表达，对肿瘤细胞的增殖、存活、迁移、血管生成和恶性转化起重要作用。尽管IL-6-STAT3信号通路已经了解得比较透彻，其精细调控机制以及在调控炎症反应与炎癌转化过程中的功能仍然有待进一步的研究。 为了研究STAT3活化的调控机制及其在肿瘤发生过程中的功能，我们利用IL-6与STAT3荧光素酶报告基因系统筛选了约13000个人源和鼠源cDNA表达克隆，以期鉴定新的调控IL-6-STAT3信号转导的蛋白。我们发现E3泛素连接酶TRIM27参与调节STAT3活性。TRIM27在多种肿瘤细胞中高表达，并参与调控天然免疫、细胞凋亡等过程，但是其在IL-6-STAT3信号通路中的功能尚未报道。我们发现，TRIM27过量表达可以特异性激活STAT3，也可以促进IL-6和OSM诱导的STAT3激活以及STAT3下游基因的表达;而TRIM27表达下调可以抑制IL-6和OSM诱导的STAT3激活以及STAT3下游基因的表达。我们在Trim27基因敲除的小鼠肝细胞中也得到了类似的实验结果。相应地，TRIM27过量表达可以增强IL-6诱导的STAT3磷酸化，而TRIM27表达下调则抑制IL-6诱导的STAT3磷酸化。同样地，在Trim27缺失的小鼠肝细胞中，IL-6诱导的Stat3磷酸化明显减弱。进一步的研究发现，TRIM27通过影响JAK1与STAT3的相互作用参与调控IL-6-STAT3信号通路，该过程并不依赖于其E3泛素连接酶活性。TRIM27过量表达增强JAK1与STAT3的相互作用，而TRIM27表达下调抑制JAK1与STAT3相互作用。 鉴于IL-6-STAT3在肿瘤发生过程中的重要调控功能，我们进一步研究了TRIM27在体内调控肿瘤发生与肿瘤细胞增殖的功能。结果表明过量表达TRIM27可以促进HeLa细胞在体外及裸鼠体内的增殖，而TRIM27表达下调则抑制肿瘤细胞在体外及裸鼠体内的增殖。此外，我们发现Trim27缺失显著抑制AOM/DSS诱导的肠道肿瘤形成，以及肠癌形成过程中的炎症反应。综上，我们的研究首次发现，TRIM27通过促进JAK1和STAT3相互作用，增强STAT3活性，进而促进炎症相关的肿瘤发生。本研究有助于揭示STAT3活性调控的分子机制和炎症-癌症转化的复杂过程，为肿瘤的治疗鉴定新的分子靶标。

目录

声明

摘要

1 前言

1.1 慢性炎症与肿瘤发生

1.1.1 慢性炎症与肿瘤发生概述

1.1.2 肿瘤微环境

1.1.3 NF-κB-IL6-STAT3在肿瘤发生中的作用

1.2 JAK-STAT信号转导与调控机制

1.2.1 JAK-STAT信号转导概述

1.2.2 JAK-STAT信号转导调控机制

1.3 TRIM家族与肿瘤发生

1.3.1 TRIM家族简介

1.3.2 TRIM家族在肿瘤发生中的作用

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 细胞及细胞培养相关试剂、细胞因子

2.1.2 克隆构建相关材料及试剂

2.1.3 荧光素酶报告基因实验相关材料及试剂

2.1.4 实时荧光定量PCR实验相关材料及试剂

2.1.5 免疫共沉淀实验和Western Blot实验相关材料及试剂

2.1.6 ELISA实验相关材料及试剂

2.1.7 流式细胞技术实验相关材料及试剂

2.1.8 克隆形成实验相关材料及试剂

2.1.9 实验动物及相关材料与试剂

2.2 实验方法

2.2.1 克隆构建和质粒提取

2.2.2 细胞培养和转染及细胞系的构建

2.2.3 RT-PCR实验

2.2.4 荧光素酶报告基因实验

2.2.5 免疫共沉淀实验

2.2.6 Western Blot实验

2.2.7 ELISA实验

2.2.8 克隆形成实验

2.2.9 裸鼠成瘤实验

2.2.10 AOM/DSS小鼠模型实验

3 实验结果与讨论

3.1 立项依据

3.2 实验结果

3.2.1 筛选IL-6-STAT3信号通路的调控蛋白

3.2.2 TRIM27过量表达特异性激活STAT3报告基因

3.2.3 TRIM27的表达下调抑制IL-6诱导的STAT3信号转导

3.2.4 TRIM27调节STAT3的磷酸化

3.2.5 TRIM27与STAT3信号通路的多个接头蛋白相互作用

3.2.6 TRIM27调节JAK1和STAT3的相互作用

3.2.7 TRIM27影响肿瘤细胞的生长

3.2.8 TRIM27在炎症-癌症转化中的功能

3.3 总结

4 讨论与展望

参考文献

作者简介

攻读博士期间发表的论文

缩略语标注表

致谢