检索历史 清除

摘要Nrf1和Nrf2是功能结构域高度保守的CNC-bZIP转录因子家族中的两个主要成员，对维持机体的正常发育和稳态平衡有着重要调节作用。由于Nrf1存在多个活性不一的亚型，其调控功能又与Nrf2存在较多重叠之处，使得对二者各自调控的基因集、生物学过程及相应作用机制难以深入区分探讨。因此，建立更多Nrf1各亚型与Nrf2的研究工具、揭示Nrf1各亚型和Nrf2的调控图谱及其与生物现象间的映射关系，对发掘Nrf1和Nrf2的更多临床应用潜质具有重要科学意义。<br>　　肝细胞癌（HCC）在临床上是一种致死率高的原发性肝癌，因其发病机制复杂而缺乏有效治疗策略。小鼠肝脏中特异性敲除nrf1会诱发肝细胞癌；人源肝癌细胞中敲除Nrf1长亚型会引起Nrf2的过度激活并促进肝癌细胞在动物体内所成荷瘤的恶性增殖，而敲除Nrf2则会抑制肝细胞癌在动物体内所成荷瘤的恶性增殖，表明Nrf1与Nrf2间的交叉对话可显著影响肝细胞癌进程，但二者在其中的关联调控网络以及对肝细胞癌的差异应用价值仍有待鉴定。<br>　　鉴于上述科学问题，本文以构建的稳表Nrf1各主要亚型或Nrf2的细胞株，连同实验室现有的肝癌细胞中对Nrf1长亚型或Nrf2进行基因编辑的细胞株为研究材料，以组学数据分析结合不同水平的生物学实验为研究方法，探究了Nrf1各主要亚型与Nrf2调控图谱的异同、Nrf1α/TCF11与Nrf2在肝癌细胞中的联合调控网络及它们对肝细胞癌的差异应用价值，旨在区分认知Nrf1各亚型的功能、明确Nrf1长亚型与Nrf2功能间的关联和不同侧重之处，以期解析Nrf1与Nrf2构成的交互调控系统，为开发防治肝细胞癌的新思路策略提供重要的科学理论基础和参考依据。本文所得主要结果如下：<br>　　①利用Flp-InTM T-RExTM-293系统构建了分别稳定表达T。<br>　　②比较分析了Nrf1各主要亚型与Nrf2的调控图谱。Nrf1各亚型的调控范围受其反式激活区域和对其活性负调控的NTD结构域影响，各亚型对靶基因相似而又差异的调控模式提升了Nrf1整体调控能力的可塑性。Nrf1在正常细胞中较Nrf2更侧重于调节糖代谢稳态、大分子的运输定位过程和心血管类疾病进程，而Nrf2较Nrf1更侧重于调节机体发育过程、神经退行性疾病和免疫类疾病进程；Nrf1和Nrf2均可显著调节基因的转录与表达、响应各种刺激的应激反应、信号传导过程、大分子代谢过程、细胞的生长与死亡过程、传染类疾病和癌症进程，但二者在相同生物学过程中的调控模式近乎相反。另外，从TCFCF11、TCF11△N、Nrf1α、Nrf1β、Nrf1γ和Nrf2的可控型模式细胞株11中缺失掉氨基端锚定内质网的NTD结构域及其邻近降解决定子区域而产生的TCF11△N亚型，其调控功能及对靶基因的调控模式与Nrf2极其相似，可作为代偿Nrf2功能缺失的参考模式亚型。<br>　　③Nrf1α/TCF11与Nrf2在肝癌中的联合调控网络主要通过调节信号分子及其相互作用，来响应各种外源性或内源性刺激并激活PI3K-Akt、VEGF及其它相关信号传导通路，进而调控肝癌细胞的糖、脂、氨基酸代谢以及细胞增殖、迁移、生存等过程以管控肝细胞癌进展。Nrf1α/TCF11在肝癌细胞中较Nrf2更侧重于调节Jak-STAT信号通路、肌醇磷酸代谢、甜菜碱代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢过程；Nrf2则较Nrf1α/TCF11更侧重于调节Wnt信号通路、类固醇合成代谢、谷胱甘肽代谢和嘌呤代谢过程；此外，Nrf1α/TCF11还能介导Nrf2调节其下游通路以调控肝癌进程。<br>　　④TCF11对肝癌细胞恶性增殖和迁移能力的抑制作用，及对动物体内异种移植肿瘤恶性生长的遏制效果皆较Nrf1?更显著，二者均可诱发肿瘤凝固性坏死、上调有利型肝癌预后生存相关蛋白，具备成为防治肝细胞癌新策略靶点的潜质。而Nrf2则对肝细胞癌预后生存相关蛋白的调控具有双重效果且与肝癌细胞的恶性程度有关，但它可与Nrf1组成交互调控系统来干预肝细胞癌的发生与病程转归，故可作为Nrf1α/TCF11防治肝细胞癌的辅助靶点。<br>　　综上研究结果，本文揭示Nrf1与Nrf2相辅相成的调控图谱能更大限度地维持细胞稳态与机体的有序运转，Nrf1α/TCF11与Nrf2及其偶联管控网络中的功能基因组成的多元调控系统在遏制肝细胞癌恶性发生发展进程中发挥着不可或缺的重要作用。