中国科研团队找到细胞增殖“刹车司机”

USP11通过p21调控细胞周期模式图。 湖南大学生物学院供图

　　湖南大学17日对外透露，该校分子科学与生物医学实验室(MBL)叶茂教授研究团队在国际上首次发现了细胞周期蛋白激酶抑制子p21的去泛素化酶USP11，证实了USP11通过去泛素化并稳定p21能够抑制细胞增殖。

　　细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一，其功能依赖于细胞周期的有序运行。p21是细胞周期蛋白依赖性激酶抑制子家族中的重要成员，在细胞周期调控中占据核心地位，能通过结合并抑制细胞周期所有时相中的细胞周期素依赖激酶(Cyclin-dependent kinases CDKs)复合物活性，介导细胞周期停滞。

　　“细胞周期的运行如同一辆汽车，如果形象地将细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)比作汽车引擎，那细胞周期蛋白(Cyclins)就相当于汽油，而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子p21相当于汽车的刹车。”湖南大学生物学院院长助理、博士生导师叶茂说，虽然以往研究表明p21通过蛋白水平的变化能够制动细胞周期的运行，但是并不清楚谁“直接踩了刹车”。“我们的研究成果找到了在细胞周期中‘直接踩刹车的司机’——USP11。”

　　叶茂解释说，团队研究发现，p21是去泛素化酶USP11的重要下游效应因子，USP11能够直接与p21相互作用并去泛素化和稳定p21。敲低USP11后，p21的半衰期明显缩短，促使更多细胞从DNA合成前期(G1期)向DNA合成期(S期)转换。在USP11缺失的细胞中，DNA损伤无法诱导p21的累积，导致DNA合成后期(G2期)检验点被废除，最终引发凋亡。

　　恶性肿瘤最基本的生物学特征是肿瘤细胞失控性增殖，而细胞失控性增殖的生物学基础是细胞周期的紊乱。叶茂说，该研究进一步发现在非小细胞肺癌临床样本中USP11与p21表达水平呈明显正相关，细胞实验和动物实验也证明USP11通过稳定p21调控非小细胞肺癌增殖；研究成果将为选择抗肿瘤特异性药物靶点、优化抗肿瘤治疗措施提供科学基础。

　　相关研究成果近日发表在《美国科学院院刊》(PNAS))上。该校生物学院博士研究生邓堂刚为论文第一作者，硕士研究生闫国贝和云南省肿瘤医院教授宋鑫为并列第一作者；叶茂、中国科学院院士谭蔚泓、中南大学教授刘静为通讯作者。该研究得到了中国国家自然科学基金委、中国科技部、中国教育部等部门的科研资助。