细胞转录因子E2F1对下游基因的调控及其生物学功能研究

摘要

细胞内重要的转录因子E2F1是E2F家族中第一个被克隆出来的蛋白,对细胞的增殖、分化和凋亡都发挥着关键性的作用。E2F1参与了细胞周期从G1期到S期的转换:在细胞周期G1期前,Rb与E2F1结合限制了其活性,当细胞周期蛋白激酶CDK结合蛋白Rb后,磷酸化的Rb释放E2F1/DP-1复合物,这样E2F1/DP-1就结合到基因组上,发挥转录调控功能激活下游基因,进而使细胞周期从G1期转换到S期。同时,E2F1还发挥促凋亡功能,通过p53依赖型以及p53非依赖型两种细胞信号通路,进而激活下游促凋亡蛋白如:Bcl-2 homology3(BH3)-only proteins PUMA,Noxa,Bim,Hrk/DP5,Bik以及Caspase-3,-9等;此外,E2F1还抑制细胞存活信号通路分子如:NF-κB,Mcl-1等。通过E2F1这两方面的作用,最终带来细胞的凋亡。因此,转录因子E2F1与肿瘤的治疗有很密切的关系,以E2F1作为肿瘤药物靶点的研究显得尤为重要。
　　 由于转录因子E2F1在细胞周期和细胞凋亡中发挥着关键性的作用,为了研究E2F1对其下游基因的调控,本论文利用稳定表达ER-E2F1即雌激素受体与E2F1的融合蛋白的H1299细胞株进行研究。该细胞株能够稳定表达大量融合蛋白ER-E2F1,这样细胞内这些融合蛋白就会与细胞膜上的大量配体相结合,从而将ER-E2F1固定在细胞核之外。当加入雌激素受体抑制剂(4-OHT)处理一段时间后,ER-E2F1与细胞膜上的配体的结合就会被打断,大量的ER-E2F1就会进入细胞核内发挥E2F1的转录调控功能。本论文首先是建立并通过G418筛选出稳定表达HA-ER-E2F1融合蛋白的H1299细胞株;其次,在雌激素受体抑制剂(4-OHT)处理的情况下,通过western blot技术检测发现E2F1能够在蛋白水平上激活下游蛋白DP-1和B-Raf;再次,用细胞株H1299和Hela,在瞬时转染质粒HA-E2F1的情况下,通过western blot技术和免疫荧光染色技术分别证实E2F1在蛋白水平上激活下游蛋白DP-1和B-Raf;最后,利用H1299细胞株,在瞬时转染质粒HA-E2F1的情况下,通过Rt-PCR技术检测发现,E2F1在转录水平上激活DP-1.
　　 在本论文所建立的E2F1对其下游基因调控的稳定表达系统中,融合蛋白ER-E2F1在细胞内是大量表达的,我们只是通过雌激素受体抑制剂(4-OHT)来改变该蛋白的细胞空间定位,进而在人为可控的情况下来研究E2F1对其下游基因的调控。我们的结果第一次揭示了E2F1蛋白与其下游蛋白DP-1之间的关系,这对于研究E2F1/DP-1异二聚体的形成与功能具有重要意义;同时,本论文所揭示的E2F1蛋白与B-Raf蛋白的关系,对于探讨E2F1与细胞周期以及细胞肿瘤的关系具有一定的积极意义。