《大化所生物分子功能研究取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2018-08-06
  • 近日,大连化学物理研究所生物技术研究部转化医学科学研究中心生物分子功能研究组 (1833 组) 朴海龙研究员团队与大连医科大学附属第一医院肝胆外科谭广教授团队合作, 解释了肝癌细胞中去泛素化酶 USP10 的生物分子功能及分子机制。相关研究结果发表于《癌症快讯》 (癌症字母) 杂志。

    肝癌是异质性强、死亡率高的难治性恶性肿瘤, 我国肝癌患者的五年生存率仅为15% 左右。这在很大程度上是由于肝癌切除术后的高复发率、高转移率以及缺乏有效的治疗药物。

    雷帕霉素靶蛋白( mTOR )是一个细胞生长、代谢的中央控制器,也是公认的抗癌药物的主要靶点, mTOR 信号通路高度激活是肝癌发生的关键驱动因素之一。然而, mTOR 上游基因 PIK3CA 和 PTEN 在肝癌中的突变率低,因此 mTOR 过度激活的机制仍不清楚。该研究团队在对泛素 - 蛋白酶体降解途径的研究中发现, mTOR 在肝癌中的异常激活与去泛素化酶 USP10 在肝癌中的低表达密切相关,并且 USP10 的表达与肝癌预后呈显著负相关。而后通过一系列生物信息学、细胞分子生物学及肿瘤生物学研究发现, USP10 通过去泛素化 mTOR 上游的两个关键调控蛋白分子 AMPKα 及 PTEN 来参与 mTOR 的激活抑制。 该研究结果揭示了 USP10 是肝癌的一个重要抑癌基因,可作为一个以 mTOR 为治疗靶点的生物标记物,对以 mTOR 为靶向的肝癌治疗有着潜在的指导作用。

    该研究工作得到中国科学院相关人才计划、国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金及大连化物所创新基金的资助。

相关报告
  • 《大连化物所生物分子机制研究取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2018-11-29
    • 近日,我所生物技术研究部朴海龙研究员团队(1833组)与许国旺研究员团队(1808组)合作,解释了二甲双胍(Metformin)绕开能量调控关键分子AMPKα的代谢通路分子机制。相关研究结果发表于《代谢-临床与实验》(Metabolism-Clinical and Experimental)杂志。  二甲双胍是广泛应用于治疗二型糖尿病的临床一线药物。近期研究发现,二甲双胍治疗的糖尿病人群中癌症发病率明显下降,因此其被认为是潜在的抗癌药物。   AMPK(AMP蛋白激酶)是由α、β和γ三个亚基组成的三元复合物,在代谢、增殖、自噬和凋亡等生物学过程中发挥重要作用。然而,二甲双胍是否通过AMPKα发挥作用至今仍存在争议。针对这一科学问题,本研究利用二甲双胍处理野生型、Ampkα1敲除型的小鼠胚胎成纤维(MEF)细胞后,对MEF细胞进行代谢组学分析,发现了二甲双胍的新分子机制:其可绕开AMPKα促进糖酵解、抑制三羧酸循环和降低细胞能量状态。进一步研究发现,二甲双胍作用后,回补丙酮酸钠和谷氨酰胺,可逆转二甲双胍引起的细胞生长阻滞。最后,通过模拟肿瘤环境的三维克隆形成实验发现,二甲双胍可绕开AMPKα调控的代谢途径及信号通路,抑制肝癌细胞克隆形成。此研究成果进一步拓展了二甲双胍在临床上的应用。   该研究工作得到科技部重大研究计划、国家自然科学基金、所创新基金及中国科学院相关人才计划的资助。
  • 《肖伟烈研究团队在天然活性分子研究方面取得新进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-20
    • 云南大学教育部自然资源药物化学重点实验室肖伟烈研究员团队综合利用天然药物化学、有机化学、药理学以及药物设计等多学科交叉的研究手段,从事天然活性分子的发现及新药研发工作。长期与中国科学院昆明动物研究所郑永唐研究员、中国科学院昆明植物研究所孙汉董院士研究团队以及云南大学张洪彬教授合作,已在抗艾滋病活性分子的发现、结构优化和作用机制等方面取得了系列研究成果。最新的研究发现,经过天然分子结构优化得到的抗HIV活性分子SJP-L-5是一个特殊的逆转录酶抑制剂,它不是通过抑制逆转录酶的RNA依赖的DNA聚合酶活性发挥其作用,这与现有的逆转录酶的作用机制不同。通过定量PCR、ELISA、FRET等手段,发现SJP-L-5不抑制逆转录的早期过程(即RNA依赖的DNA聚合酶活性),但却能有效抑制逆转录的晚期过程(DNA依赖的DNA聚合酶活性)。采用高灵敏度ssDNA探针进行Southern Blot杂交实验,证实了SJP-L-5抑制PPT为引物的正链病毒DNA的合成,导致下游正链DNA出现5个片段化的复制产物。由于这些复制产物缺少病毒入核的关键结构——flap,导致病毒逆转录过程中断,脱衣壳过程受阻,病毒DNA无法进入细胞核。基因型耐药和表型耐药实验均表明,Val108和Try181是SJP-L-5与逆转录酶结合的重要位点,是导致该化合物新机制产生的结构基础。 该研究成果以“SJP-L-5 inhibits HIV-1 polypurine tract primed plus-strand DNA elongation, indicating viral DNA synthesis initiation at multiple sites under drug pressure”为题于2018年2月在《科学报告》(Scientific Reports)在线发表(https://www.nature.com/articles/s41598-018-20954-5)。中国科学院昆明动物研究所郑永唐研究员和云南大学肖伟烈研究员为共同通讯作者。 同时肖伟烈课题组目前已构建了一定规模的天然产物及类天然产物信息库和化合物实体库,结合药物设计及化学结构改造等手段,进行后续的生物功能信息挖掘和实验验证。近期在天然分子的发现以及抗炎免疫方面取得了新的进展,部分研究结果发表在RSC Advances, 2018, 8, 6425 - 6435上(http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/RA/C7RA13309J)以及Phytochemistry, 2018.1(12), 167~183上(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003194221730417X),并申报了2项专利。 与深圳大学的陈玮琳教授课题组合作,发现了具抗炎活免疫的活性分子Teu F,作用机制研究发现Teu F通过抑制NF-κB基本调制器(NEMO,也被称为IKKγ)K63位泛素化影响NEMO的激活而抑制LPS诱导的NF-κB磷酸化过程,同时抑制IL-1β/IL-6/TNF-α和NLRP3的mRNA表达。此外,我们发现Teu F能通过下调NLRP3的表达抑制NLRP3炎性小体的活化及IL-1β/IL-18的成熟。在动物实验中,发现Teu F能够明显减轻LPS诱导的炎症反应。以上研究提示Teu F是一个潜在的能够通过抑制NEMO 的K63位泛素化过程来治疗炎症和NLRP3炎性小体相关疾病的新型天然小分子。以上研究成果以“Teuvincenone F Suppresses LPS-Induced Inflammation and NLRP3 Inflammasome Activation by Attenuating NEMO Ubiquitination”为题发表在Frontiers in Pharmacology 上(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2017.00565/full),深圳大学陈玮琳教授与云南大学肖伟烈研究员为该文的共同通讯作者。 以上研究得到国家自然科学基金相关人才计划(81422046),国家自然科学基金项目(31670914, 81322042),科技部重大新药创制专项(2013ZX09103001-010)、云南省重点新产品研发(2015BC002)以及云南大学的人才引进项目(YJRC3201602)等项目的经费支持。