上海生化所最新《JCB》文章发现调控新机制

　　生物通报道：来自中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的研究人员利用一种双杂交的方法识别出了一种名叫UXT（ubiquitously expressed transcript）的蛋白，它能够在细胞核内与NF-κB转录因子发生相互作用，调节NF-κB在转录增强子上(Enhancer)的功能。这揭示了一种在细胞核内调节NF-κB的新层面和新机制，而且这种蛋白也有望成为炎症药物研发的新靶点。这一文章发表在《The Journal of Cell Biology》（影响因子：12.480）杂志上。

文章的通讯作者是获得****资助的上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的王琛博士，其主要从事细胞信号转导方面的研究，目前已获得“国家杰出青年科学基金”，“973重大基础研究项目子课题”，“上海市科技启明星计划”等资助，参予研究的还有孙绍刚、唐玉杰等人。

原文摘要：
Published online 9 July 2007 doi:10.1083/jcb.200611081
The Journal of Cell Biology， Vol. 178， No. 2， 231-244
UXT is a novel and essential cofactor in the NF-B transcriptional enhanceosome 
[Abstract]

高等生物在进化过程中产生了具有特异性和高效性的免疫系统; 根据作用机理可粗分为先天性 (Innate immunity)和获得性(Adaptive immunity)免疫系统。近年的研究证实这两个系统是紧密相关而互相调节。当病毒和细菌入侵细胞时，它们固有的分子特征（Pathogen Associated Molecular Patterns， PAMP）就会被先天性免疫细胞表面的特异受体（Toll Like Receptor）识别而激活多条细胞信号转导通路，诱导表达特异的Cytokines， Chemokines 和 MHC 等。

后者可进一步启动获得性免疫将病原物消除。如果先天性免疫细胞反应过度，就会引起过度的炎症反应而对机体不利。因此，研究PAMP激活先天性免疫细胞信号转导通路可以了解免疫应答的分子机理，并为设计药物调节免疫过程提供帮助。

NF-kB和IRF是两类可诱导的转录因子，参与先天性免疫细胞对入侵病原物的应答，后者是一种核转录因子，参与调控很多基因的表达。并且NF-κB信号传导途径在免疫应答、细胞生长控制和抑制凋亡等一系列生理生化过程中，以及炎性疾病，癌症等一系列病理过程中起着关键作用。

这一途径的特点是：细胞外信号（如：TNF-α，LPS等）通过细胞膜特异性受体将信号传导至IKK蛋白(由α，β，γ三个不同的亚基构成)，IKK蛋白将I-κB磷酸化，后者随即泛素化，并为泛素依赖的蛋白酶体降解，释放出有活性的NF-κB（为NF-κB家族蛋白组成的异二聚体，常见为p65和p50），同时暴露出NLS序列，入核参与转录调控。

NF-κB在细胞中的定位与活力受到严格的调控。如果这些调节发生异常，就会导致微生物侵染、自身免疫疾病，发育异常和肿瘤等病理现象。NF-κB转录因子通常以非活性形式存在于细胞质中，特定的刺激可诱导其从细胞质转运到细胞核内。过去的研究主要关注各种刺激如何通过复杂的信号转导通路降解细胞质中的NF-κB抑制蛋白。近年的研究表明，NF-κB在细胞核内也受到复杂的调节，影响其转录活力的强度、持续性和特异性。

在NF-kB信号转导通路研究中要解决的一个关键问题是：各种各样的内外界刺激通过什么分子机制汇合到激活蛋白激酶复合体IKK这个NF-kB信号转导通路的主干门路上？

王琛研究小组通过建立依赖于TRAF6的体外IKK激活体系，从真核细胞的胞质部分纯化和鉴定出了Ubc13/Uev1A和TAK1/TAB1/TAB2，它们是NF-kB信号转导通路中关键的信号转导复合体。通过体内和体外的功能分析发现：Ubc13/Uev1A和TRAF6分别是泛肽化系统中新的E2和E3。有趣的是，泛肽在多个位点调节NF-kB信号转导通路，并且调节的机制也不同。同时，病毒也可以干扰或利用该信号途径。IRF被激活的信号途径是目前的一个研究热点，研究人员利用生化和分子生物学的方法去寻找调节IRF的新分子，并由此构建该信号转导通路。

在这篇文章中，研究人员通过一种双杂交的方法，识别出了一种前折叠素（Prefoldin）类蛋白：泛表达转录子（ubiquitously expressed transcript，UXT），这是一种新的转录增强子辅助蛋白，能够与NF-κB发生相互作用并调节它的活性。

进一步的研究表明：UXT主要促进NF-κB驻留在细胞核内，帮助形成并稳定转录起始复合物。许多肿瘤细胞中NF-κB会异常激活，UXT蛋白的高表达与这种异常变化相关。如果在肿瘤细胞中基因沉默UXT，能够显著削弱NF-κB的活性。该研究揭示了一种在细胞核内调节NF-κB的新层面和新机制，有望成为炎症药物研发的新靶点。
（生物通：万纹）

附：
王琛 

个人简介 
1993年毕业于中国农业大学生物学院获理学学士学位，
1998年毕业于中国科学院生物化学研究所获理学博士学位。
1998年至2002年先后在University of Connecticut Health Center 和University of Texas Southwestern Medical Center进行博士后研究。

2002年8月起获中科院“****”资助在上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所从事细胞信号转导方面的研究。
目前已获得“国家杰出青年科学基金”，“973重大基础研究项目子课题”，“上海市科技启明星计划”等资助。

研究方向 
研究通过转录因子NF-kB 和 IRF介导的细胞信号转导途径 

研究工作 
高等生物在进化过程中产生了具有特异性和高效性的免疫系统; 根据作用机理可粗分为先天性 (Innate immunity)和获得性(Adaptive immunity)免疫系统。近年的研究证实这两个系统是紧密相关而互相调节。当病毒和细菌入侵细胞时，它们固有的分子特征（Pathogen Associated Molecular Patterns， PAMP）就会被先天性免疫细胞表面的特异受体（Toll Like Receptor）识别而激活多条细胞信号转导通路，诱导表达特异的Cytokines， Chemokines 和 MHC 等。后者可进一步启动获得性免疫将病原物消除。如果先天性免疫细胞反应过度，就会引起过度的炎症反应而对机体不利。因此，研究PAMP激活先天性免疫细胞信号转导通路可以了解免疫应答的分子机理，并为设计药物调节免疫过程提供帮助。

NF-kB和IRF是两类活力可诱导的转录因子，参与先天性免疫细胞对入侵病原物的应答。在NF-kB信号转导通路研究中要解决的一个关键问题是：各种各样的内外界刺激通过什么分子机制汇合到激活蛋白激酶复合体IKK这个NF-kB信号转导通路的主干门路上？我们通过建立依赖于TRAF6的体外IKK激活体系，从真核细胞的胞质部分纯化和鉴定出了Ubc13/Uev1A和TAK1/TAB1/TAB2，它们是NF-kB信号转导通路中关键的信号转导复合体。通过体内和体外的功能分析发现：Ubc13/Uev1A和TRAF6分别是泛肽化系统中新的E2和E3。有趣的是，泛肽在多个位点调节NF-kB信号转导通路，并且调节的机制也不同。同时，病毒也可以干扰或利用该信号途径。IRF被激活的信号途径是目前的一个研究热点。我们利用生化和分子生物学的方法去寻找调节IRF的新分子，并由此构建该信号转导通路。

目前的研究工作有以下几个方面：
[1]TRAF6激活TAK1/TAB1/TAB2蛋白复合体的分子和细胞机理。
[2]泡沫细胞形成和凋亡过程中NF-kB信号转导通路的作用。
[3]病毒对NF-kB信号转导通路的激活。
[4]寻找调节IRF的新蛋白 
 
近期论文 Chen Wang，Li Deng，Mei Hong，Giridhr. Akkaraju， JUN-ICHIRO INOUE，Zhijian J. Chen : TAK1 is a ubiquitin-dependent kinase of MKK and IKK. Nature 412， 346 - 351 (2001)

Li Deng， Chen Wang， Erika Spencer， Liyong Yang， Amy Braun， Jianxin You， Clive Slaughter， Cecile Pickart， and Zhijian J. Chen: Activation of the I B Kinase Complex by TRAF6 Requires a Dimeric Ubiquitin-Conjugating Enzyme Complex and a Unique Polyubiquitin Chain. Cell 103: 351-361(2000)