TRIM21调控乳腺癌细胞干性的初步研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

一．课题的来源与选题的依据

目前，乳腺癌已经成为全球女性发病率与病死率最高的恶性肿瘤。中国2015年癌症发病率统计数据显示, 乳腺癌占女性所有恶性肿瘤中的15%^[1], 并且以每年2.7%的比例迅速增长, 且伴有发病年龄向年轻群体转变的趋势。乳腺癌已是45岁以下女性常见的癌死亡原因^[2]，研究乳腺癌发病的分子机制并寻找新的药物作用靶点，是当前癌症研究的热点。

1958年,Hewitt^[3]发现只有0. 1% -1%的白血病细胞可以在体外形成克隆。在随后的研究中,Hamburger等人^[4]也发现仅有1/5000 ~ 1/1000的肺癌、卵巢癌或成神经细胞瘤的肿瘤细胞在琼脂中能够形成克隆。由此研究人员得出结论:肿瘤并不是由均一的肿瘤细胞构成，其中只有部分肿瘤细胞具有致瘤性。

2001年，Reya等^[5]正式提出肿瘤干细胞（Cancer stem cell，CSC）学说，CSC学说认为 CSC在肿瘤组织中起着主要的作用，其通过某些机制不断分裂增殖，一方面进行自我更新，另一方面产生出具有有限分裂和分化能力的肿瘤细胞,促进了肿瘤的形成。肿瘤起源于CSC，CSC具有干细胞样的特性，有自我更新、无限增殖及多向分化能力，对放化疗不敏感。其在肿瘤中虽只占少数，却是肿瘤发生、发展与转移的主要细胞，是肿瘤复发的根源。因此，如何削弱癌细胞的干性可能是未来肿瘤综合治疗最有希望的策略之一。

研究发现，蛋白质翻译后修饰（Protein post-translational modification, PTMs）在调控乳腺癌细胞干性中起重要作用。翻译后修饰可以影响被修饰底物蛋白质的生物活性和稳定性、结构、定位及与其他蛋白质的相互作用^[6]。泛素化过程就是一种PTMs。泛素化是指泛素在一系列酶的催化作用下共价结合到靶蛋白上的过程。泛素化级联反应过程通常需要3种酶的协同作用：E1泛素激活酶 (ubiquitin- activating enzyme) 、E2泛素偶联酶(ubiquitin- conjugating enzymes) 和E3泛素连接酶(ubiquitin- ligase enzymes)^[7]。E3泛素连接酶作为泛素化过程中的关键酶，其成员例如Parkin，TRIM29等在治疗疾病中都有着重要的作用。深入探究PTMs尤其是泛素化修饰对于乳腺癌干细胞的调控，可能为我们的研究治疗提供新思路。

Tripartite motif（TRIM）家族蛋白是一类结构保守的蛋白质，TRIM21是TRIM重要家族成员，被认为是调控免疫反应（如抗病毒感染、调控炎症反应、调节细胞因子和趋化因子分泌）的蛋白^[8]。其最先作为自身抗原被发现，又被称为 Ro52/SS-A，常引起干燥综合征、系统性红斑狼疮和系统性硬化症等自身免疫病^[9]。随着对TRIM21蛋白结构和功能的深入研究，人们发现TRIM21蛋白具有E3泛素连接酶活性，并在固有免疫和适应性免疫的调控中发挥重要作用。人源TRIM21蛋白的分子量为 52 KD，共含有475个氨基酸，内含多个功能结构域。其氨基端包含的RBCC结构域(RING-finger、B-box和Coiled-coil结构域)是TRIM蛋白家族具有的保守特征之一^[10]。RING-finger结构域具有泛素化活性，是TRIM21作为E3泛素连接酶参与细胞代谢途径的基础，该结构域中保守的半胱氨酸和组氨酸残基形成两个锌离子结合位点。TRIM21的B-box结构域由3条beta;折叠股和一个alpha;螺旋片段按beta;beta;alpha;beta;顺序形成类似RING-finger结构域的折叠，该结构与E2泛素结合酶竞争RING-finger 中的结合位点，从而调控 TRIM21 蛋白的泛素化活性^[11]。Coiled-coil结构域是具有多个alpha;螺旋相互缠绕形成的超二级结构，其能够促进TRIM21分子的同源二聚化，定位其它结构域形成高度有序且稳定的大分子聚合体，参与对底物的识别和泛素化过程^[12]。

近年来，有研究提示TRIM蛋白家族与肝癌、宫颈癌、结直肠癌等多种肿瘤进展密切相关。TRIM蛋白家族成员参与了癌细胞増殖、分化、天然免疫、调亡调控、细胞运动等多个生理过程。例如，TRIM21与结肠炎相关结肠癌的发生，CRC（肠癌）细胞顺铂耐药性有关^[13]；TRIM29可以通过与p53的相互作用促进肿瘤细胞的增殖，激活经典的Wnt途径促进肿瘤细胞的迁移^[14]；TRIM28的表达变化会影响肝癌细胞的迁移和侵袭能力^[15]。然而，TRIM21与乳腺癌细胞干性的相关性尚未见报道。

综上所述，本课题希望在已有研究基础上，从蛋白翻译后修饰的角度入手，研究TRIM21作为E3泛素连接酶对乳腺癌细胞干性的影响。本实验希望通过Western Blot，流式细胞术，荧光定量PCR，干细胞微球体形成等实验验证TRIM21的敲减或者过表达是否对乳腺癌细胞干性造成了影响，有助于确立TRIM21泛素化调节过程可能作为乳腺癌治疗的潜在通路，对于乳腺癌临床治疗和药物设计存在一定的参考价值。

参考文献：