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在现代生物医学中,研究重大疾病相关分子的功能将为疾病的早期诊断,治疗提供有用的分子生物学基础,并为降低重大疾病的发病率和死亡率、提高疗效和生存质量提供技术支撑。本文主要针对于肝细胞癌,糖尿病这两种发病率高,治疗效果差严重威胁人民健康疾病的相关分子进行了研究。第一部分主要研究内容是Hugl-1基因的异常剪接在肝痛的发病及发展过程中的作用。第二部分主要研究内容是MAGUK家族蛋白CASK在胰岛素分泌过程中的作用。
Hugl-1是人与果蝇抑癌基因lel的同源基因。它被认为可能在人类肿瘤中也起着抑癌基因的功能,但是目前针对于Hugl-1在肿瘤发生中的作用还不清楚。我们在研究中发现Hugl-1在的肝癌组织中频繁的发生异常的剪接。大部分的异常剪接将破坏Hugl-1蛋白保守的WD-40结构域,并有可能改变Hugl-1蛋白的功能。此外,我们在对应的肝癌组织中发现了其中两种异常剪接体表达的截短蛋白。Hugl-1异常剪接与肝癌的临床病理特征的相关性分析显示Hugl-1异常剪接与大肝癌及分化程度低的肝癌之间具有统计学相关性。另外,我们克隆表达的两个结构改变具有代表性的Hugl-1突变体能够干扰内源性的Hugl-1的功能,促进肝癌细胞的迁移及浸润,增强肝癌细胞的裸鼠体内成瘤能力。这些结果揭示了Hugl-1在肝癌中频繁地发生异常剪接,并且Hugl-1的异常剪接可能参与了肝癌的发生发展过程。
CASK含有多个结构域,并能够通过不同的结构域与不同的蛋白结合行使不同的功能。CASK在神经细胞中可以促进突触的形成,调节囊泡的运输,参与基因的表达调控。但是目前对CASK本省功能调节机制及其在中枢神经系统外的功能研究很少。目前我们在研究中发现,CASK在胰岛β细胞中高表达,并且参与胰岛素分泌的调节。电镜分析显示,降低CASK的表达会抑制胰岛素囊泡在膜上的锚定。有意思的是,葡萄糖的刺激能引起CASK的定位改变,并且CASK的定位与CASK参与胰岛素分泌调节的功能密切相关。此外,我们还发现CASK可以通过Mintl在胰岛素囊泡锚定、融合过程中起关键性调节的蛋白Munc18a结合,形成三元复合物。这一复合物的形成受葡萄糖刺激的调节,并且该复合物的形成对于胰岛素囊泡的释放起着重要的调节作用。我们的结果提示CASK可能是调控胰岛素分泌通路里的一个重要的调节因子。我们推测它可能是通过在细胞膜上的定位,结合Mint1及Munc18,从而通过调节Munc18的活性来调节胰岛素囊泡的锚定及分泌。