中國科研團隊找到細胞增殖“剎車司機”

USP11通過p21調控細胞周期模式圖。 湖南大學生物學院供圖

　　湖南大學17日對外透露，該校分子科學與生物醫學實驗室(MBL)葉茂教授研究團隊在國際上首次發現了細胞周期蛋白激酶抑制子p21的去泛素化酶USP11，證實了USP11通過去泛素化并穩定p21能夠抑制細胞增殖。

　　細胞增殖是細胞生命活動的重要特征之一，其功能依賴于細胞周期的有序運行。p21是細胞周期蛋白依賴性激酶抑制子家族中的重要成員，在細胞周期調控中占據核心地位，能通過結合并抑制細胞周期所有時相中的細胞周期素依賴激酶(Cyclin-dependent kinases CDKs)復合物活性，介導細胞周期停滯。

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

　　葉茂解釋說，團隊研究發現，p21是去泛素化酶USP11的重要下游效應因子，USP11能夠直接與p21相互作用并去泛素化和穩定p21。敲低USP11后，p21的半衰期明顯縮短，促使更多細胞從DNA合成前期(G1期)向DNA合成期(S期)轉換。在USP11缺失的細胞中，DNA損傷無法誘導p21的累積，導致DNA合成后期(G2期)檢驗點被廢除，最終引發凋亡。

　　惡性腫瘤最基本的生物學特征是腫瘤細胞失控性增殖，而細胞失控性增殖的生物學基礎是細胞周期的紊亂。葉茂說，該研究進一步發現在非小細胞肺癌臨床樣本中USP11與p21表達水平呈明顯正相關，細胞實驗和動物實驗也證明USP11通過穩定p21調控非小細胞肺癌增殖；研究成果將為選擇抗腫瘤特異性藥物靶點、優化抗腫瘤治療措施提供科學基礎。

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