一、背景介绍
肝癌即肝脏恶性肿瘤,可以分为原发性和继发型两大类。肝癌是导致全球癌症死亡的第三大杀手,在我国也属于高发的,危害极大的恶性肿瘤。肝癌病人早期诊断比较困难,手术切除率低,即使这类病人接受手术,复发率也很高。目前市面上的抗肝癌药敏感性较低且毒副作用大,加之很多肝癌患者合并肝硬化,病人耐受性差,治疗效果不理想。因此寻找高效、毒副作用小的药物具有十分重要的临床意义。
DDX5属于DEAD-box家族,包含DEAD(Asp-Glu-Ala-Asp)为标志的序列。这些保守序列区域是构成结合RNA、结合和水解ATP、以及分子间相互作用的关键的一级氨基酸序列[3]。DDX5是1980年在研究抗猴病毒SV-40T抗原抗体之间的交叉反应时被发现的,可以消耗ATP解开RNA链,是一个依赖于ATP的RNA解旋酶。
DDX5主要起调控细胞的生长和分化作用[2]。RNA解旋酶参与mRNA以及miRNA的加工和降解过程,细胞miRNA对肿瘤细胞的调控起重要作用[4]。DDX5具有刺激细胞增殖、抑制细胞凋亡的作用[5],可以有效阻止RNA的错误折叠,使得RNA正确折叠后发挥正确的功能。DDX5参与肿瘤细胞的过程比较复杂,机制尚不明确。DEAD-box蛋白家族是氨基酸序列中包含有D-EA-D固定序列。研究显示DDX5蛋白具有依赖ATP的RNA解旋酶作用,且其在癌症中经常过度表达,具有促进多种肿瘤发生和进展的作用。在肺癌中,DDX5蛋白可能具有促进非小细胞肺癌增殖的作用[1]
研究证明DDX5与许多疾病的发生发展密切相关,如肥胖、唐氏综合征、肌强直性营养不良及肿瘤。在过去的数十年里,DDX5被发现在乳腺癌、前列腺癌、非小细胞肺瘤等多种肿瘤组织中表达异常,参与肿瘤增殖、迁移、细胞骨架重塑及上皮-间质转化等多种生物学行为的调控。例如Kian等发现DDX5可通过beta;- catenin /TCF4/DDX5信号反馈环及Wnt信号通路促进乳腺癌的上皮间质转化( epithelial to mesenchymaltransitionemt )过程,该研究还发现,若将DDX5基因敲减的乳腺癌4T1细胞注入小鼠乳腺脂肪垫进行成瘤实验,可观察到肿瘤体积明显减小。但是DDX5目前在肝癌方面的研究成果较少。
恶性肿瘤的侵袭和转移是一系列极其复杂的过程,也是临床治疗失败和导致患者死亡的主要原因。肿瘤的侵袭和转移涉及多种基因的改变。DDX5在多种肿瘤组织中表达异常,但其参与肿瘤的表达调控较为复杂,由多种信号途径调控,具体机制尚未明晰。目前认为,可能与DDX5的转录共激活、翻译后修饰、磷酸化等作用相关。DDX5翻译后修饰的主要方式有泛素化、SUMO修饰和乙酰化。研究发现泛素化修饰可导致DDX5在肿瘤中过度积聚,泛素化的DDX5在肿瘤细胞和正常细胞表达的差异也表明其此修饰方式可能在肿瘤形成过程中发挥重要作用。SUMO修饰是一种类泛素蛋白质的翻译后修饰形式,有研究报道SUMO修饰在DDX5的固定位点上进行,可双向调节其转录活性。
自噬是在1962年首先提出的关于细胞溶酶体增多并自我吞噬种现象,本质上自噬是真核细胞中溶酶体降解胞内物质的进程。通过这种作用还可清除废物、调节蛋白质代谢及细胞环境稳定的作用。广义的自噬是指从内质网单层膜构成分隔膜,而后包绕内容物形成自噬体与溶酶体结合并降解的一系列过程。
自噬作用的调控异常与肿瘤的发生、发展密切相关。近年来多数研究指出自噬在调控癌症过程中起着关键性作用,并且在抗癌治疗的应激反应过程起决定性作用。自噬在多种环境状态下都可能被激活用于维持细胞内稳些进化相对保守的自噬相关性基因和相关蛋白参与这一过程。目前,人类对自噬体的形成过程的研究有的地认识K-vps34(磷脂酰基醇3羟激酶-人空泡蛋白。复合体整合多重信号启动自噬途径,是正向或负向调节自噬的关键。自噬具有双重功能,一方面,它可降解细胞异常蛋白质和受损细胞器,为细胞提供能量或促进更新;另一方面,自噬作用过度活跃或功能低下则会形成自噬应激,损伤细胞器(如造成线粒体或内质网功能障碍等),从而引起自噬性细胞死亡。所以自噬在维持细胞内环境稳态方面发挥重要作用。 肝癌细胞可以依靠细胞自噬作用维持生存和生物学活性,并为肿瘤细胞的生长提供物质和能量支持,但是自噬也可以抑制肿瘤发生、发展,细胞自噬对肝细胞癌的作用与肿瘤生长阶段、微环境、基因多态性以及其他外界刺激等多种因素相关。
二、拟解决的问题:
细胞自噬与癌细胞生长密切相关,它是受基因调控的、细胞自主的结束生命的行为,已成为目前治疗癌症的有效靶点,而通过调控DDX5诱发自噬是干预肝癌细胞生长的有效措施。多项研究表明,DDX5参与多种细胞的发生和发展,研究DDX5在肿瘤中的表达和作用,对肿瘤诊断和个体化治疗都有实际的意义。DDX5在结肠癌和乳腺癌等方面有过研究,但是目前在肝癌方面研究特别少,肝癌细胞依靠细胞自噬作用维持生存和生物学活性,细胞自噬对肝细胞癌产生保护或杀伤不同作用,本次实验旨在研究DDX5调控对肝癌细胞自噬活性的影响,为临床治疗肝癌提供一个新方向。
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