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文档介绍
摘要:肿瘤的发生是细胞增殖与细胞凋亡失衡所致,凋亡抑制蛋白(IAP)是一类内源性caspases家族抑制因子,其过度表达引起的凋亡不足与肿瘤发生,治疗耐药密切相关。线粒体促凋亡蛋白Smac可通过其N端的4个氨基酸与多种IAP特异性结合,解除IAP的抑制作用。因此基于肿瘤高表达IAP, Smac多肽可特异性结合IAP这一特性,借助NHS-MAG3双功能螯合剂,99mTc标记融合细胞穿透序列的Smac 6肽,进行肿瘤显像,量化IAP表达,比较肿瘤治疗前后肿瘤摄取显像剂的差异,评估肿瘤治疗疗效。该方法的建立,不仅可丰富核医学肿瘤显像方法,还可将此多肽用治疗性核素如188Re标记,以凋亡抑制蛋白为靶点进行肿瘤核素内放射治疗,具有极大的研究前景
关键词:凋亡抑制蛋白;促凋亡蛋白Smac;多肽标记;肿瘤核素显像
报告正文
一立项依据与研究内容
㈠立项依据
细胞凋亡是受基因调控的细胞自主死亡的过程,是一系列凋亡相关分子及其正、负调节分子相互作用的结果,这一过程对消除机体内老化细胞及具有潜在异常生长的细胞,保持机体处于稳态起着重要的作用。凋亡中, caspases家族即半胱天冬酶家族具有重要地位。caspases按其在凋亡过程中的功能分为启动酶和效应酶。启动酶包括caspase2,8,9,10;效应酶包括caspase3, 6,7。效应酶通过切断细胞间的信号传递,重组细胞骨架,关闭DNA 复制和修复,破坏DNA和细胞核结构,诱导凋亡小体形成来执行凋亡功能[1]。
caspases家族以无活性的前体形式存在,该前体需经级联性的蛋白水解作用而被激活。而凋亡抑制蛋白( inhibitor of apoptosis proteins, IAPs)是caspases家族的内源性抑制因子,其成员包括XIAP,c-IAP1,c-IAP2,Survivin,Livin,NAIP,Apollen/Bruce,ILP2。该家族成员均含有1~3个杆状病毒IAP重复序列( baculoviral inhibitor of apoptosis repeats,BIR),利用此结构区与caspase3,7, 9结合而发挥凋亡抑制作用。比如XIAP含有3个BIR结构区,其中BIR1,2 连接区抑制caspase3,7,BIR3特异性地抑制caspase9。Livin含有一个BIR区,可特异性抑制caspase9;Survivin也通过其BIR区直接抑制caspase3,7[2,3]。
同样,IAPs抗凋亡的能力也受到调节。线粒体促凋亡蛋白Smac( second mitochondrial activator of caspase) /DIABLO(direct IAP binding protein with low pI) 可与多种IAPs包括XIAP,c-IAP1,c-IAP2, survivin,livin的BIR区特异性结合,解除IAP的抑制作用,释放活化的caspases。Smac,25kDa大小,前体存在于正常细胞线粒体,在凋亡信号刺激下, 其N端55个氨基酸被剪切,形成成熟的Smac释放到细胞质而发挥作用[4]。X线晶体衍射成像显示成熟的Smac通过N端前4个氨基酸:丙氨酸-缬氨酸-脯氨酸-异亮氨酸(AVPI)与IAP家族的BIR结构域表面凹槽结合,从而解除对caspase的抑制,发挥促凋亡作用[5]。(图1:caspases,IAP和Smac相互作用关系示意图,图2:Smac解除IAP抑制
caspase作用示意图)
利用此特性, Arnt等分别将成熟Smac 氨基端的4个氨基酸(AVPI)、6个氨基酸(AVPIAQ)、8个氨基酸(AVPIAQKS)与果蝇触角转录因子穿透序列(RQIKIWFQNRRMKWKK)相连接,合成可穿透细胞的融合多肽,与一些上皮来源的肿瘤细胞如乳腺癌细胞株MCF-7,T47D孵育,通过免疫共沉淀的方法证实各种融合多肽的确能穿透细胞膜,与内源性的XIAP,cIAP1结合,并能提高化疗药物如依托泊苷、紫杉醇诱发的凋亡,其中Smac 6肽能力最强[6]。Vucic等也合成了含有果蝇触角转录因子穿透序列Smac 9肽(AVPIAQKSE),利用极化荧光分析技术证实Smac9肽不仅可以和XIAP的BIR3区结合,同样也可和Livin的BIR区结合[7]。Sun等利用核磁共振分光法证实Smac多肽也可类似结合XIAP与survivn结合[ 8]。
IAP家族成员在多种人类恶性肿瘤中表达明显增高,以Survivin, XIAP,c-IAP1,c-IAP2,
Livin为著。如肺癌(%)、胰腺癌(88%)、食道癌(70%)、结肠癌(53%)、乳腺癌(60%)、结肠癌(%)、膀胱癌(58%)和胃癌(68%)
关键词:凋亡抑制蛋白;促凋亡蛋白Smac;多肽标记;肿瘤核素显像
报告正文
一立项依据与研究内容
㈠立项依据
细胞凋亡是受基因调控的细胞自主死亡的过程,是一系列凋亡相关分子及其正、负调节分子相互作用的结果,这一过程对消除机体内老化细胞及具有潜在异常生长的细胞,保持机体处于稳态起着重要的作用。凋亡中, caspases家族即半胱天冬酶家族具有重要地位。caspases按其在凋亡过程中的功能分为启动酶和效应酶。启动酶包括caspase2,8,9,10;效应酶包括caspase3, 6,7。效应酶通过切断细胞间的信号传递,重组细胞骨架,关闭DNA 复制和修复,破坏DNA和细胞核结构,诱导凋亡小体形成来执行凋亡功能[1]。
caspases家族以无活性的前体形式存在,该前体需经级联性的蛋白水解作用而被激活。而凋亡抑制蛋白( inhibitor of apoptosis proteins, IAPs)是caspases家族的内源性抑制因子,其成员包括XIAP,c-IAP1,c-IAP2,Survivin,Livin,NAIP,Apollen/Bruce,ILP2。该家族成员均含有1~3个杆状病毒IAP重复序列( baculoviral inhibitor of apoptosis repeats,BIR),利用此结构区与caspase3,7, 9结合而发挥凋亡抑制作用。比如XIAP含有3个BIR结构区,其中BIR1,2 连接区抑制caspase3,7,BIR3特异性地抑制caspase9。Livin含有一个BIR区,可特异性抑制caspase9;Survivin也通过其BIR区直接抑制caspase3,7[2,3]。
同样,IAPs抗凋亡的能力也受到调节。线粒体促凋亡蛋白Smac( second mitochondrial activator of caspase) /DIABLO(direct IAP binding protein with low pI) 可与多种IAPs包括XIAP,c-IAP1,c-IAP2, survivin,livin的BIR区特异性结合,解除IAP的抑制作用,释放活化的caspases。Smac,25kDa大小,前体存在于正常细胞线粒体,在凋亡信号刺激下, 其N端55个氨基酸被剪切,形成成熟的Smac释放到细胞质而发挥作用[4]。X线晶体衍射成像显示成熟的Smac通过N端前4个氨基酸:丙氨酸-缬氨酸-脯氨酸-异亮氨酸(AVPI)与IAP家族的BIR结构域表面凹槽结合,从而解除对caspase的抑制,发挥促凋亡作用[5]。(图1:caspases,IAP和Smac相互作用关系示意图,图2:Smac解除IAP抑制
caspase作用示意图)
利用此特性, Arnt等分别将成熟Smac 氨基端的4个氨基酸(AVPI)、6个氨基酸(AVPIAQ)、8个氨基酸(AVPIAQKS)与果蝇触角转录因子穿透序列(RQIKIWFQNRRMKWKK)相连接,合成可穿透细胞的融合多肽,与一些上皮来源的肿瘤细胞如乳腺癌细胞株MCF-7,T47D孵育,通过免疫共沉淀的方法证实各种融合多肽的确能穿透细胞膜,与内源性的XIAP,cIAP1结合,并能提高化疗药物如依托泊苷、紫杉醇诱发的凋亡,其中Smac 6肽能力最强[6]。Vucic等也合成了含有果蝇触角转录因子穿透序列Smac 9肽(AVPIAQKSE),利用极化荧光分析技术证实Smac9肽不仅可以和XIAP的BIR3区结合,同样也可和Livin的BIR区结合[7]。Sun等利用核磁共振分光法证实Smac多肽也可类似结合XIAP与survivn结合[ 8]。
IAP家族成员在多种人类恶性肿瘤中表达明显增高,以Survivin, XIAP,c-IAP1,c-IAP2,
Livin为著。如肺癌(%)、胰腺癌(88%)、食道癌(70%)、结肠癌(53%)、乳腺癌(60%)、结肠癌(%)、膀胱癌(58%)和胃癌(68%)
课题申请书-99mtc标记促凋亡蛋白smac多肽进行肿瘤显像的基础研究 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.