NDRG1蛋白在白血病细胞凋亡和分化中的作用研究

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1、上海交通大学博士学位论文NDRG1蛋白在白血病细胞凋亡和分化中的作用研究姓名：郑莹申请学位级别：博士专业：病理与病理生理学指导教师：陈国强20090501NDRG1蛋白在白血病细胞凋亡和分化中的作用研究摘要本课题组之前报道过一种新型喜树碱衍生物NSC606985可诱导急性髓细胞性白血病(acutemyelocyticleukemia,AML)细胞凋亡，且蛋白激酶C§(proteinkinaseCS,PKC6)的剪切活化是其诱导AML细胞凋亡的关键机制.为了寻找参与并介导NSC606985诱导PKC&活

2、化的蛋白，本课题利用二维荧光差异凝胶电泳(2-DDIGE)以及基质辅助的激光解析电离飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)相结合的定量蛋白质组学的策略，分析NSC606985处理和不处理的白血病细胞U937(M5型AML)在PKC5剪切活化之前的蛋白质表达谱的差异，总计发现33个调变的蛋白，其中与凋亡密切相关的NDRGl(N・mycdownstreamregulatedgene1)蛋白在NSC606985处理过程中明显下调.进一步研究结果确认NDRG1蛋白水平的下调发生在NSC606985及其

3、它喜树碱类衍生物诱导的U937细胞凋亡的早期且早于PKC5的剪切活化.利用四环素•关闭系统(tetracycline-off,tet・ofT)诱导表达NDRG1时，PKC8的剪切活化被延迟，细胞对凋亡的敏感性下降。反之，当用特异性的siRNA沉默NDRG1的表达时，PKC5的剪切活化被加强，同时增强了细胞对凋亡的敏感性。以上结果初步揭示，NDRG1在白血病细胞凋亡过程中可能起到抗凋亡的作用并参与了PKC5的剪切活化.而我们课题组前期研究显示低氧(2%02)和氯化钻(CoCl2,一种模拟低氧环境的小分子

4、化合物)都可有效地诱导白血病细胞系NB4(急性早幼粒细胞性白血病,APL)和U937分化并上调NDRG1的表达。而且，三种分化诱导剂ATRA、PMA和DMSO都可以诱导NB4和U937细胞的分化并在早期迅速显著上调NDRG1的表达.因此，我们设想NDRG1可能参与了AML细胞分化过程.为探讨上调的NDRG1在白血病细胞分化中的作用，我们同样利用tet-ofF系统诱导NDRG1表达，发现单独诱导表达NDRG1就足以引起U937细胞分化，同时引起造血系统中重要的转录因子PU.1和C/EBP卩的上调；反之，

5、小分子RNA沉默NJDRG1的表达拮抗了ATRA诱导的U937细胞的小化，同时PU.1和C/EBP卩的表达也随之下调.以上结果提示，上调的NDRG1蛋白在ATRA诱导的髓系白血病细胞分化中发挥了重要作用.总之，本研究初步揭示了NDRG1蛋白与白血病细胞凋亡和分化的潜在关系，为NDRG1功能的认识及白血病发病学和治疗学的研究提供了新的思路.关键词：N・Myc下游调控基因1(NDRG1),蛋白激酶C5(PKC5),细胞凋亡，蛋白质组，细胞分化THEPOTENTIALROLESOFNDRG1INLEUKEM

6、ICCELLAPOPTOSISANDDIFFERENTIATIONABSTRACTWepreviouslyreportedthatNSC606985,anewcamptothecinanalog,inducesapoptosisofacutemyeloidleukemiccells,whichistriggeredbyproteolyticactivationofproteinkinaseCdelta(PKC8).Hereweperformedquantitativeproteomicanalysis

7、ofNSC606985-treatedand-untreatedleukemicU937cellsintheearlystageaheadoftheproteolyticactivationofPKC5withtwo-dimensionalfluorescencedifferencegelelectrophoresis(2-DDIGE)incombinationwithmatrix-assistedlaserdesoiption/ionizationtime-of^flight/time-of-fli

8、ght(MALDLTOF-TOF)tandemmassspectrometry.Atotalof33proteinswerefoundtobedysregulated.Then,wefocusedonN-mycdownstreamregulatedgene1(NDRG1)thatwasdownregulatedduringapoptosisinductionbyNSC606985.Theresultsdemonstratedthatthedownregu