本项研究由两部分工作组成：在第一部分中,我们探讨了p53通过抑制Spl对RLIM (RING finger LIM domain-binding protein)的转录激活,而参与胚胎发育调控的机制；在第二部分中,我们研究了RLIM通过与PML(promyelocytic leukemia)以及PML-RARα的功能性互作,而促进急性早幼粒细胞白血病(APL)致病的分子机制。p53是个序列特异的转录因子,通过结合到靶基因上的一致DNA结合序列(RE)而发挥转录激活或者转录抑制功能,调控细胞周期和凋亡。RLIM是LIM-HD (LIM-homeodomain)转录因子超家族的辅助抑制因子,它通过募集Sin3A/HDAC转录抑制复合物或者使CLIM辅助激活因子发生降解,而对LIM-HD发挥转录抑制调控功能,参与胚胎发育。本实验室之前的研究发现RLIM是p53的正调控蛋白,可以增强p53介导的诱导凋亡和细胞周期阻滞等功能。本研究则发现,RLIM是p53的一个新的靶基因,p53对RLIM的mRNA和蛋白水平存在双重抑制,因此,我们发现了存在于p53与RLIM之间的全新反馈调节环。进一步的研究发现,p53并不需要直接结合到RLIM启动子上发挥转录抑制作用,而是抑制了Spl转录因子对RLIM启动子的激活。我们通过染色质免疫共沉淀实验(ChIP)和凝胶阻滞实验(EMSA),证明Spl转录因子与RLIM启动子无论在体内还是在体外都是结合的,而p53蛋白的加入完全阻止了Spl与RLIM启动子的结合,进而抑制Spl对RLIM的转录激活作用。本研究还对RLIM在急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia, APL)致病机制中的作用进行了探讨。PML是个肿瘤抑制基因,通常在核内颗粒状的亚结构PML-NBs (PML nuclear bodies)中聚集,通过将转录因子和辅助调控因子募集到PML-NBs中,而参与对众多生理学进程的调控。在APL中,PML与维甲酸受体α基因(retinoic acid receptor α, RARα)发生t(15；17)染色体易位,编码产生PML-RARα融合蛋白,以“显性负抑制”(dominant negative)方式抑制野生型RARα活性,阻碍分化,导致APL发病。本研究发现,RLIM的蛋白水平受PML负调节,这一作用依赖于PML环指的存在,不能被SOMO化修饰的PML突变型抑制RLIM 的能力也减弱了。PML可以使RLIM由核中弥散分布转向PML-NBs中聚集,这一作用也依赖PML环指的存在,不能被SUMO化修饰的PML突变型也无法将RLIM拉到PML-NBs中聚集。进一步研究发现,RLIM通过aa 209-430与PML互作,而PML与RLIM互作的最小区域是位于N端的RING结构。RLIM的aa 209-430区域对PML介导的对RLIM的抑制是必需的,对于PML将RLIM拉到PML-NBs中的能力也是必需的。进一步对PML抑制RLIM的机制研究发现,这种抑制是与泛素化修饰相关的,用蛋白酶体抑制剂MG132处理就阻止了PML对RLIM蛋白水平的抑制。在APL中,PML与RARα转座产生PML-RARα融合蛋白,干扰了PML在PML-NBs中的正常定位和功能,这解除了PML对RLIM的抑制。进一步研究发现,RLIM与PML-RARα融合蛋白是互作的,并且相互稳定。另外,RLIM与PML-RARα募集的N-CoR/SMRT-HDAC辅助抑制复合物组分mSin3A以及HDAC均互作,作为锚定物增强了PML-RARα对辅助抑制复合物的募集和结合能力。因此RLIM通过稳定PML-RARα融合蛋白以及增强PML-RARα募集辅助抑制复合物的能力两个方面促进了APL的发生。我们通过加药处理实验,诱导分化实验和凝胶阻滞实验对以上推测的机制进行了验证。综上所述,在第一部分研究中,我们发现了一个新的p53靶基因RLIM,其mRNA和蛋白水平都受到p53抑制调控,与p53构成反馈调节环,这一发现揭示了p53参与胚胎发育调控的新途径。在第二部分研究中,我们首次发现RLIM能够通过多种机制促进APL的发生,这一发现将为我们进一步了解APL的致病机制以及研发新的治疗药物带来有益的启示。
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