摘要
肿瘤细胞常暴露于改变蛋白质稳态的内在和外在因素中，从而产生内质网应激(ER stress)，为了恢复内质网的蛋白质平衡，细胞唤起一种称为未折叠蛋白反应(UPR)的适应性机制。由IRE1α、PERK和ATF6启动的三个主要UPR信号分支对肿瘤的生长和侵袭、化疗耐药性以及微环境重塑至关重要。真核细胞对各种压力做出反应，如错误折叠蛋白在内质网(ER)中的积累也会引起内质网应激并激活UPR，从而诱导伴侣蛋白和一些参与蛋白修复过程的蛋白表达增多。然而如果压力过大或持续，或当内质网应激受到抑制时，蛋白质表达过程中的翻译错误或修饰错误不能被延缓，UPR就会激活凋亡信号，触发细胞凋亡。自噬是一种具有适应功能的自我降解过程，内质网应激也是自噬的有力触发因素，我们发现当内质网应激UPR初期9小时内会引起明显的细胞自噬，而在当内质网应激UPR后期24小时后会激发明显的细胞凋亡。AKR1B10基因是编码醛酮还原酶家族的一个成员，实验室前期对AKR1B10的研究较多，其对自噬的调节也很明显。在这里，我们研究了AKR1B10通过调节UPR感受器进一步影响细胞自噬的新机制，并发现了AKR1B10可以抑制内质网应激过度引起的细胞凋亡。 实验选取了HT29、HCT116和HCT8三株人结肠癌细胞作为实验对象，通过构建AKR1B10基因敲低的稳转株和AKR1B10回补及过表达细胞株开展实验研究。高分辨质谱分析证实BIP在结肠癌细胞中与AKR1B10存在相互作用。用衣霉素诱导内质网应激来模拟这种信号转导事件，我们发现，在衣霉素的作用下，BIP与AKR1B10的相互作用增强。课题组前期研究发现在人结直肠癌细胞中AKR1B10通过调节GAPDH入核抑制葡萄糖饥饿产生的细胞自噬，而本研究发现AKR1B10可以通过结合BIP干扰内质网应激，抑制PERK和ATF6信号通路从而抑制结直肠癌细胞中ER stress相关的自噬，这为结直肠癌的治疗提供了一种新的指导策略。 实验结果显示:在三株结肠癌HT29，HCT116和HCT8细胞中，AKR1B10的mRNA和蛋白表达量最高的是HCT8，其次为HT29，表达量最低的是HCT116。衣霉素成功模拟了三株结肠癌细胞的内质网应激及其相关自噬，在三株结肠癌细胞中验证AKR1B10与BIP存在相互作用并且在内质网应激时相互作用增强，前期课题组研究了AKR1B10抑制UPR感受器PERK的自磷酸化，本研究又探索了另外两个UPR感受器，从蛋白水平和mRNA水平上证实了AKR1B10对IRE1α信号通路并无影响，用ATF6蛋白的剪切抑制剂melatonin证实AKR1B10可以通过抑制ATF6的剪切从而抑制内质网应激引起的细胞自噬。同时用蛋白免疫印迹技术和流式细胞术证实过表达AKR1B10在HCT116细胞中可以明显抑制内质网应激过度而导致的细胞凋亡。 由此，可以得出结论: 1、在结肠癌患者中AKR1B10基因表达高低与患者的预后密切相关。 2、衣霉素能够在三株结肠癌细胞中成功模拟内质网应激并引发细胞自噬 3、AKR1B10抑制HT29，HCT116，HCT8三株结肠癌细胞内质网应激引起的自噬不通过IRE1α通路。 4、AKR1B10通过抑制ATF6通路抑制了HT29，HCT116，HCT8三株结肠癌细胞内质网应激引起的自噬。 5、AKR1B10在三株结肠癌细胞中与BIP存在相互作用且在内质网应激时相互作用增强。 6、AKR1B10在HCT116细胞中可以明显抑制内质网应激过度而引发的细胞凋亡。 本研究围绕AKR1B10抑制内质网应激引发的自噬展开相关研究，并对其涉及的内质网应激信号传递通路进行深入探究，为以AKR1B10为靶点的结直肠癌治疗提供相关的理论基础。
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