運用蛋白質體學技術探討蛋白酉每體抑制劑之抗癌機轉

蛋白酶體是真核細胞內的一種酵素複合體，它可以選擇性分解細胞中的未折 疊正確的蛋白質。先前的研究顯示，Bortezomib 為一種蛋白酶體的抑制劑，它可 經由多種路徑抑制腫瘤細胞增生與促進腫瘤細胞凋亡。此外Bortezomib 是第一 個蛋白酶體抑制劑，被FDA 許可用於治療復發性與具抗性的多發性骨髓瘤病 人。然而Bortezomib 抑制腫瘤細胞增生及引起腫瘤細胞凋亡的分子機制至今仍 然有許多不清楚處。目前為止，未曾有研究運用蛋白質體學相關技術，探討 Bortezomib 抑制腫瘤的機制。 在第一年的計畫中，我們將運用定量蛋白体學的技術，在人類Burkitt’s 淋巴 瘤細胞株CA46 及Daudi 細胞中，試驗哪些蛋白質因Bortezomib 的處理而改變其 表現量；已知CA46 及Daudi 細胞是致癌基因c-myc 過度表現的一種Burkitt’s 淋 巴瘤細胞株。初步的結果發現Bortezomib 可以抑制人類Burkitt’s 淋巴瘤細胞株 CA46 與Daudi 細胞的增生與促進其細胞的凋亡，並且隨著藥劑量的增加而越顯 著。運用二維電泳找出改變表現的蛋白質及MALDI-TOF MS 的分析，鑑定出蛋 白質的身分。我們發現這些改變的蛋白質與細胞內的多種功能有關，包括未折疊 蛋白反應、RNA 修飾作用、蛋白質的生合成與去向、氧化壓力、凋亡及訊息傳 遞。 經過詳細分析，我們發現在 Bortezomib 的處理下，hnRNP K 的sumoylation (sumo-hnRNP K)有下降的現象；而磷酸化的14-3-3 (phosphor-14-3-3)蛋白質卻顯 著增加。基於先前已發現hnRNP K 與RNA 的轉譯(translation)有關，且其發生 sumoylation 的胺基酸位於與RNA 結合的區域(RNA binding domain)內。我們假 設hnRNP K 的sumoylation 狀態，會影響與RNA 結合的能力，因此也才可以活 化c-Myc mRNA 的轉譯活性。在Bortezomib 處理的情況下，sumo-hnRNP K 的 下降，可能導致降低c-myc mRNA 的轉譯，因而降低細胞的增生。因此hnRNP K 的sumoylation 狀態，在細胞生長上可能扮演重要的角色。因此我們在第二年的 計畫中，將探討Bortezomib 抑制Burkitt’s 淋巴瘤細胞增生是否與hnRNP K 的 sumoylation 有關。 眾所周知蛋白酶體抑制劑引起內質網壓力後，會活化 JNK 激酶。而最近的 研究發現，活化的JNK 激酶，會磷酸化14-3-3 蛋白質，使原來與14-3-3 結合的 前凋亡分子Bad 等游離出來，最後引起一連串的凋亡反應。我們初步的結果的 確發現處理Bortezomib 之後，14-3-3 有磷酸化的現象，顯示14-3-3 的磷酸化可 能是Bortezomib 引起凋亡的重要步驟。因此我們假設Bortezomib 引起Burkitt’s 淋 巴瘤的凋亡，是藉由JNK 磷酸化14-3-3，進而調控前凋亡分子。 基於我們近來的發現及假設，我們將全力探討Bortezomib抑制Burkitt’s 淋巴 瘤的詳細分子機轉，希望能完成下列目標。1. 利用定量蛋白体學的技術，試驗 Bortezomib處理Burkitt’s lymphoma後，改變哪些蛋白質的表現；2. 探討 Bortezomib抑制Burkitt’s淋巴瘤細胞增生中，hnRNP K的sumoylation在細胞生長及 調控c-myc mRNA轉譯上的角色；3. 探討Bortezomib引起Burkitt’s淋巴瘤細胞凋 亡中，磷酸化14-3-3的角色。計畫結完成後可以使我們了解蛋白酶体抑制劑的作 用機轉。這些資料將有助於新抗癌藥物的設計及癌症病人的治療。