南京大学独家完成Nature开放期刊文章

　　

生物通报道：来自南京大学模式动物研究中心，医药生物技术国家重点实验室的研究人员发现了一种关键的细胞因子：ERK参与癌症发生发展的新机制，由此揭示出了一种由NO介导的S-亚硝基化调控方式，这对于细胞凋亡调控，以及肿瘤发展具有重要的意义。相关成果公布在Scientific Reports杂志上。

去年Nature出版社创办了一新的Open Access期刊：“Scientific Reports”，这是Nature出版社对开放获取的一种尝试，目前这一期刊主要包括生物学，化学，物理学和地球科学方面的内容。

领导这一研究的是南京大学生命科学学院沈萍萍教授，其早年毕业于南京大学生物化学系，主要从事细胞应激病变过程中信号转导网络的作用机制，及与之相关的疾病如肿瘤、炎症的发病机理、药物作用机制、疾病的分子诊断方面的研究。

细胞具有极其复杂的生命活动，这些生命活动都必须受到严格的调控，作为一个开放系统，它不单单要与外界环境进行信息交流，还要在细胞间进行信息传递。于是在长期的进化发展和自然选择的过程中逐步建立起一个复杂的信号转导网络，它是由不同的信号传递通路通过相互联系和作用而形成的，即不同的信号转导通路间存在着“cross-talking”。

这种细胞间通讯在癌症等疾病中也扮演了重要的作用，比如细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)表达量的异常升高，以及激活都会引起癌细胞发生发展。然而关于重要的作用因子如何参与肿瘤进程的分子机制，科学家们还并不清楚。

在这篇文章中，研究人员发现ERK能通过一氧化氮（NO）发生S-亚硝基化修饰，这种修饰后的ERK会导致其磷酸化受到抑制，从而开启细胞凋亡进程，研究人员通过荧光染色发现这会引发大量细胞凋亡出现，并且NO诱导S-亚硝基化，引发细胞凋亡的作用，可以被NO清除剂：血红蛋白（HB）所逆转。

而且通过大量的研究，研究人员还发现S-亚硝基化被抑制的ERK突变——C183A也能阻止NO的这种凋亡诱导作用，促进细胞存活。因此他们指出，Cys183可能是ERK上S-亚硝基化的一个位点。此外，研究人员也证明S-亚硝基化还是调控ERK活性的一个常见修饰。

这些研究结果揭示了在NO介导的S-亚硝基化，与ERK调控之间存在一种关联新机制，这种分子机制对于细胞调控调控，以及肿瘤发育具有重要的意义。

（生物通：张迪）

原文摘要：

S-nitrosylation of ERK inhibits ERK phosphorylation and induces apoptosis

Extracellular signal-regulated kinase (ERK) belongs to the mitogen-activated protein kinases (MAPK) superfamily. Aberrant upregulation and activation of ERK cascades may often lead to tumor cell development. However, how ERK is involved in tumor progression is yet to be defined. In current study, we described that ERK undergoes S-nitrosylation by nitric oxide (NO). ERK S-nitrosylation inhibits its phosphorylation and triggers apoptotic program as verified by massive apoptosis in fluorescence staining. The proapoptotic effect of NO induced S-nitrosylation is reversed by NO scavenger Haemoglobin (HB). Furthermore, an S-nitrosylation dead ERK mutant C183A also demolishes the proapoptotic potential of NO and favors cell survival. Therefore, Cys183 might be a potential S-nitrosylation site in ERK. In addition, S-nitrosylation is a general phenomenon that regulates ERK activity. These findings identify a novel link between NO-mediated S-nitrosylation and ERK regulation, which provide critical insights into the control of apoptosis and tumor development.

作者简介：

沈萍萍

南京大学生命科学学院教授，博士生导师，教育部跨世纪优秀人才培养计划入选者。毕业于南京大学生物化学系，于南京大学相继获得学士、硕士、博士学位，美国University of California, San Diego 访问学者。主要从事细胞应激病变过程中信号转导网络的作用机制，及与之相关的疾病如肿瘤、炎症的发病机理、药物作用机制、疾病的分子诊断方面的研究。 主持项目：目前主持国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重大研究计划、教育部科学技术重点项目、教育部优秀人才项目、江苏省自然科学基金等，并作为主要学术骨干负责国家自然科学基金创新群体项目、科技部重大基础研究（973）项目。 主要学术兼职：中国生物物理学会自由基生物学与医学专业委员会委员、教育部高等学校教学指导委员会成员、江苏省细胞与发育生物学学会理事、中国免疫学学会江苏省分会理事、江苏省分子医学生物技术重点实验室学术委员会委员；《细胞生物学杂志》编委、J Mol Med、Int Immunol、Toxicology等国际SCI刊物审稿人。