USP11通過(guò)p21調(diào)控細(xì)胞周期模式圖。 湖南大學(xué)生物學(xué)院供圖

中新網(wǎng)長(zhǎng)沙4月18日電 (王昊昊)湖南大學(xué)17日對(duì)外透露，該校分子科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MBL)葉茂教授研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期蛋白激酶抑制子p21的去泛素化酶USP11，證實(shí)了USP11通過(guò)去泛素化并穩(wěn)定p21能夠抑制細(xì)胞增殖。

細(xì)胞增殖是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征之一，其功能依賴于細(xì)胞周期的有序運(yùn)行。p21是細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制子家族中的重要成員，在細(xì)胞周期調(diào)控中占據(jù)核心地位，能通過(guò)結(jié)合并抑制細(xì)胞周期所有時(shí)相中的細(xì)胞周期素依賴激酶(Cyclin-dependent kinases CDKs)復(fù)合物活性，介導(dǎo)細(xì)胞周期停滯。

“細(xì)胞周期的運(yùn)行如同一輛汽車，如果形象地將細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDKs)比作汽車引擎，那細(xì)胞周期蛋白(Cyclins)就相當(dāng)于汽油，而細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子p21相當(dāng)于汽車的剎車。”湖南大學(xué)生物學(xué)院院長(zhǎng)助理、博士生導(dǎo)師葉茂說(shuō)，雖然以往研究表明p21通過(guò)蛋白水平的變化能夠制動(dòng)細(xì)胞周期的運(yùn)行，但是并不清楚誰(shuí)“直接踩了剎車”。“我們的研究成果找到了在細(xì)胞周期中‘直接踩剎車的司機(jī)’——USP11。”

葉茂解釋說(shuō)，團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，p21是去泛素化酶USP11的重要下游效應(yīng)因子，USP11能夠直接與p21相互作用并去泛素化和穩(wěn)定p21。敲低USP11后，p21的半衰期明顯縮短，促使更多細(xì)胞從DNA合成前期(G1期)向DNA合成期(S期)轉(zhuǎn)換。在USP11缺失的細(xì)胞中，DNA損傷無(wú)法誘導(dǎo)p21的累積，導(dǎo)致DNA合成后期(G2期)檢驗(yàn)點(diǎn)被廢除，最終引發(fā)凋亡。

惡性腫瘤最基本的生物學(xué)特征是腫瘤細(xì)胞失控性增殖，而細(xì)胞失控性增殖的生物學(xué)基礎(chǔ)是細(xì)胞周期的紊亂。葉茂說(shuō)，該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在非小細(xì)胞肺癌臨床樣本中USP11與p21表達(dá)水平呈明顯正相關(guān)，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明USP11通過(guò)穩(wěn)定p21調(diào)控非小細(xì)胞肺癌增殖;研究成果將為選擇抗腫瘤特異性藥物靶點(diǎn)、優(yōu)化抗腫瘤治療措施提供科學(xué)基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《美國(guó)科學(xué)院院刊》(PNAS))上。該校生物學(xué)院博士研究生鄧堂剛為論文第一作者，碩士研究生閆國(guó)貝和云南省腫瘤醫(yī)院教授宋鑫為并列第一作者;葉茂、中國(guó)科學(xué)院院士譚蔚泓、中南大學(xué)教授劉靜為通訊作者。該研究得到了中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科技部、中國(guó)教育部等部門的科研資助。(完)