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p53作为细胞内重要的转录因子和肿瘤抑制因子,其表达水平受到非常严格的调控。目前已知的最主要的p53负调控途径是26S蛋白酶体依赖的泛素化降解。此外,游离的20S蛋白酶体也能在特定情况下介导p53蛋白降解。然而,人们对于细胞内非蛋白酶体依赖的p53降解途径却知之甚少。△113p53/△133p53是以p53第四内含子为启动子启动表达的新的p53异构体,其转录表达依赖于p53,其功能是抑制p53诱导的细胞凋亡。但目前对△113p53/△133p53的负调控因子却一无所知。肝脏发育是一系列包括中胚层信号分子、内胚层信号分子以及肝脏特异性信号分子在内的不同时空表达的基因共同协作的结果,虽然已对其开展了大量研究,但肝脏早期发育的细胞与分子机制却远未清楚。本课题的研究首先发现斑马鱼和人类Def均定位于核仁,且斑马鱼Def影响18S而非28SrRNA前体的剪接。通过对斑马鱼defhi429突变体中p53和△113p53蛋白表达大量上调且聚集于核仁这一表型的跟踪研究和深入分析,我们发现斑马鱼和人类Def均能选择性介导p53及其异构体△113p53/△133p53的降解。进一步深入研究发现,Def介导的p53/△113p53/△133p53降解不依赖于目前已知的Mdm2和蛋白泛素化降解途径,而是依赖于半胱氨酸蛋白酶Calpain3(CAPN3).Def与CAPN3能形成复合物,共同负调控核仁内的p53/△113p53/△133p53蛋白水平。Def或CAPN3表达下调均能激活细胞内的p53,且激活的p53蛋白水平不因RPL5或RPL11表达的同时下调而减少。此外,Def-CAPN3降解途径介导的p53蛋白降解在调节p53依赖的下游基因的表达、细胞周期、细胞凋亡和胚胎生存等方面均起到重要作用。除了和CAPN3共同介导核仁p53/△113p53/△133p53蛋白的降解,Def还能通过CAPN3a调节斑马鱼胚胎早期肝脏发育,提示Def是通过不同的路径,靶向不同的基因,来行使它的不同功能的。综上所述,本课题建立了Def-CAPN3-p53/△113p53/△133p53和Def-CAPN3a调控路径,分别在调节核仁p53/△113p53/△133p53蛋白水平和斑马鱼早期胚胎肝脏发育上起作用。此外,作为核仁蛋白,斑马鱼Def还在18S而非28SrRNA前体的剪接中起作用。我们的研究揭示了一个新的核仁蛋白Def是如何通过不同的作用路径,同时调控细胞内特定蛋白水平和斑马鱼胚胎早期肝脏发育的,研究结果将无疑会加深我们对核仁功能的理解,并帮助我们进一步了解包括消化器官在内的内胚层发育过程。