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癌症是细胞的生长、增殖和凋亡的紊乱引起的一种疾病。近期研究发现,癌症的发生与细胞内胆固醇的水平相关,并且利用降胆固醇以及抑制脂滴形成的药物能够治疗多种癌症。24-脱氢胆固醇还原酶(3β-hydroxysterol D24-reductase,DHCR24)是胆固醇生物合成过程中的最后一步的酶,催化链甾醇还原成胆固醇。然而DHCR24在癌症中的分子机制研究还不多见。因此本研究在前期研究的基础上,通过分析DHCR24相互作用组,利用Duolink等蛋白质组学的手段,以确定DHCR24在癌症中可能发生的相互作用的蛋白,并通过细胞实验来推测DHCR24及其相互作用蛋白在癌症发生发展中的重要作用。首先,利用实验室早期得到的免疫共沉淀质谱数据以及四个公开的蛋白质相互作用数据库构建了DHCR24相互作用蛋白组,并通过对其进行细胞通路分析发现,DHCR24相互作用组主要富集于癌症发生发展相关通路,并且通过PPI网络分析发现,DHCR24对癌症发生发展的影响可能是通过HRAS来实现的。GEPIA在线分析显示DHCR24在多种癌症的患者中显著上调表达,而且DHCR24的表达与HRAS的表达在癌症中具有相关性,其表达量与患者生存率呈负相关,暗示了DHCR24及其相互作用蛋白可能在癌症的发生发展中具有重要作用。接着,通过蛋白质同源建模构建了DHCR24的多模板模型,并下载得到了活化的HRAS的三维结构。利用蛋白对接软件ZDOCK验证了DHCR24与HRAS之间存在直接相互作用。利用分子动力学模拟软件NAMD进一步研究了DHCR24与HRAS的相互作用,研究发现,DHCR24的I45-K59、L354-P361、Y440-R444等结构位于DHCR24与HRAS相互作用界面,暗示了DHCR24与活化的HRAS间的相互作用,可能与其催化胆固醇合成功能有关。之后利用邻位连接(Proximity ligation assay,PLA)Duolink技术证明,在膀胱癌细胞株5637细胞中,DHCR24与HRAS存在直接的相互作用,且这种相互作用发生于细胞核外;进一步的研究显示在5637细胞被表皮生长因子(Epidermal Growth Factor,EGF)刺激后,DHCR24与HRAS的相互作用显著增强。这些研究有力证明,在5637细胞中,DHCR24与HRAS之间存在直接的相互作用,且该相互作用能够被EGF增强,暗示DHCR24与HRAS的相互作用可能参与了癌细胞中EGF介导的细胞增殖。最后通过Filipin荧光染色以及细胞增殖生存测定的研究发现,在5637细胞中,EGF诱导的细胞增殖或未经EGF刺激的5637细胞的增殖均能被HRAS抑制剂lonafarnib或DHCR24抑制剂U18666A抑制;同时EGF能够促进胆固醇的合成,并且这种效果也可以被lonafarnib或U18666A所阻断。这些结果证明,EGF能够促进细胞增殖和胆固醇合成,并且这种作用需要DHCR24与HRAS的参与,暗示了DHCR24与HRAS的相互作用可能通过促进胆固醇合成而参与癌症细胞的增殖。综上,本研究通过对DHCR24相互作用蛋白组的研究,鉴定了DHCR24相互作用组主要富集于癌症相关信号通路,DHCR24可能通过HRAS对癌症发生发展产生影响。接着通过计算机模拟、Duolink等手段证明了DHCR24与HRAS存在直接相互作用,EGF能够促进该作用的发生,并且该作用发生于细胞核外。进一步的研究显示,在5637细胞中,EGF促进细胞增殖和胆固醇合成需要DHCR24和HRAS的参与。本研究对DHCR24和HRAS相互作用的研究的初步结果,为深入理解DHCR24蛋白在癌症发生发展分子机制中的功能奠定了坚实的基础,并为推动以DHCR24为靶点通过降低细胞胆固醇的策略来研发新型抗癌药物提供了依据。