核旁斑点结构蛋白1(PSPC1)在DNA损伤应激反应中的生物学功能研究

摘要

核旁斑点结构蛋白1(paraspeckle protein1，PSPC1)是第一个被发现的核旁斑点(paraspeckle)的结构蛋白，但是到目前为止，PSPC1的功能尚不清楚。在我们的前期蛋白组学研究过程中发现，化疗药物顺铂(cisplatin)染毒HeLa细胞后PSPC1蛋白水平增加。这一现象提示，PSPC1可能参与顺铂诱导的DNA损伤应激反应过程(DNA damage response，DDR)。因此，在本研究中，我们研究探讨了PSPC1在DDR中发挥的生物学功能。首先，我们明确了在HeLa细胞中，不但顺铂可以诱导PSPC1蛋白水平增加，而且DNA损伤剂(DNA damaging agent)甲磺酸甲酯(Methyl methanesulfonate，MMS)也可以诱导PSPC1蛋白水平增加。如果通过小RNA干扰（siRNA）抑制HeLa细胞内PSPC1蛋白表达，不仅细胞生长被抑制，而且细胞凋亡、细胞的活性氧(reactive oxygen species，ROS)水平、细胞的DNA损伤程度都有显著增加，这一结果表明PSPC1很可能参与了细胞的DDR。但是进一步研究发现PSPC1不与DDR中的重要蛋白γH2AX共定位，也不与同源重组修复(homologous recombination repair, HR)中的核心蛋白p53结合蛋白1(p53 bindingprotein1，53BP1)或RAD51共定位。此外，在PSPC1缺失细胞中DNA修复的动力学过程没有发生明显变化。以上结果表明PSPC1可能并不直接参与上述3个蛋白介导的DNA修复过程。但有趣的是，PSPC1蛋白表达被抑制后，正常的细胞周期被破坏，细胞更多的会被阻滞在G2/M期。如果在顺铂诱导的处于G1/S期阻滞的HeLa细胞中抑制PSPC1表达，将会诱导细胞逃逸G1/S周期检验点，导致细胞进入G2/M期;而在MMS诱导的G2/M期阻滞的细胞中，降低PSPC1表达水平则会增强G2/M期阻滞，两种情况最终都导致更多的细胞死亡;而高表达PSPC1后，更多的细胞被阻滞在S期，进入G2/M期的细胞数量减少。免疫共沉淀结果显示，PSPC1可以与ATR相互作用蛋白(ATR-interaction protein，ATRIP)相互作用，提示PSPC1很可能通过与ATRIP相互作用参与细胞周期调控过程。总之，本研究揭示了PSPC1在DDR中可能的生物学功能，即通过调节G1/S周期检验点影响DDR过程。在细胞DNA损伤时，PSPC1蛋白水平增加从而导致细胞阻滞在S期，利于DNA修复的进行;而当PSPC1表达缺失时，细胞无法阻滞在S期而进入G2/M期，DNA无法被修复而导致损伤程度增高，最终导致更多的细胞走向死亡。