CARP-1（Cell Division Cycle and Apoptosis Regulator Protein1）的生物功能和表達(dá)模式探究

賈寶林

（遼寧師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116000）

CARP-1（Cell Division Cycle and Apoptosis Regulator Protein1）的生物功能和表達(dá)模式探究

賈寶林

（遼寧師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116000）

本文對CARP-1生物功能和表達(dá)模式進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，作為一個關(guān)鍵的細(xì)胞內(nèi)復(fù)合物，傳感激活細(xì)胞的增殖或凋亡信號通路，在經(jīng)典Wnt通路中，CARP-1與β-catenin功能共激活，協(xié)助β-catenin在Wnt目標(biāo)基因作用中的轉(zhuǎn)錄激活，涉及到一些蛋白信號的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移；參與caspase泛素化蛋白酶途徑，與APC/C復(fù)合，在CFM-4的阻礙作用下，阻滯G2/M細(xì)胞周期；與P53、P160復(fù)合，刺激靶細(xì)胞激素代謝，調(diào)控細(xì)胞周期，通過增強(qiáng)CDK1和P21的水平來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。

CARP-1；細(xì)胞周期；表達(dá)模式

CARP-1（Cell Division Cycle and Apoptosis Regulator Protein1）為細(xì)胞內(nèi)磷酸蛋白質(zhì)，細(xì)胞分裂周期監(jiān)管機(jī)構(gòu)，與其他細(xì)胞周期調(diào)控蛋白復(fù)合，共激活調(diào)控觸發(fā)凋亡信號，抑制細(xì)胞生長，促細(xì)胞凋亡?？拱┗蚴侵匾拇萍に乇磉_(dá)基因，和人類乳腺癌細(xì)胞的生長凋亡有著較緊密的聯(lián)系。生物功能和表達(dá)模式體現(xiàn)在作為一個關(guān)鍵的細(xì)胞內(nèi)復(fù)合物，傳感激活細(xì)胞的增殖或凋亡信號通路，在經(jīng)典Wnt通路中，CARP-1與β-catenin功能共激活,協(xié)助β-catenin 在Wnt目標(biāo)基因作用中的轉(zhuǎn)錄激活,其中涉及到一些蛋白信號的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。CARP-1參與APC/C途徑，在CFM-4的阻礙作用下，阻滯G2/M細(xì)胞周期，更與P53、P160復(fù)合，刺激靶細(xì)胞激素代謝，調(diào)控細(xì)胞周期，通過增強(qiáng)CDK1和P21的水平來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。

1 CARP-1生物功能和表達(dá)模式

1.1 CARP-1與Wnt

在正常的結(jié)腸上皮細(xì)胞中，分泌性蛋白與WNT競爭性地同Wnt受體結(jié)合，從而拮抗Wnt信號。當(dāng)Wnt信號失活，APC/C復(fù)合物磷酸化β-catenin，β-catennin降解，無法核內(nèi)沉積，則不能激活轉(zhuǎn)錄因子（TCF），最終導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)入分化。通過表觀遺傳調(diào)控的基因沉默使得SFRP表達(dá)缺失，Wnt信號通路激活，促進(jìn)細(xì)胞增殖、存活，不進(jìn)入分化。持續(xù)性的激活Wnt信號使得信號通路中的其他分子發(fā)生突變，如永久性失活A(yù)PC復(fù)合物，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展Wnt通路會導(dǎo)致各種癌癥，尤其是結(jié)腸直腸癌。前期研究臨床標(biāo)本的突變分析和轉(zhuǎn)基因小鼠相關(guān)實(shí)驗證明β-catenin在腺瘤形成的重要性，這就是最早的結(jié)直腸致癌[1]。

上述情況與CARP-1在Wnt信號通路中扮演的角色相關(guān)，蛋白復(fù)合共調(diào)控。CARP-1與β-catenin功能共激活，協(xié)助β-catenin在Wnt目標(biāo)基因作用中的轉(zhuǎn)錄激活，其中涉及到一些蛋白信號的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。基因凋亡依賴WNT信號通路：信號在動物胚胎的早期發(fā)育、器官形成、組織再生和其他生理過程中，具有至關(guān)重要的作用。如果這條信號通路中的關(guān)鍵蛋白發(fā)生突變，導(dǎo)致信號異常活化，就可能誘導(dǎo)癌癥的發(fā)生。事實(shí)上，通過基因的改變，參與β-catenin退化已在許多的腫瘤研究的報告中報道。胞質(zhì)β-catenin本構(gòu)磷酸化通過復(fù)雜軸蛋白卷曲，β-catenin降解復(fù)合體Axin、GSK-3β、CK1磷酸化β-catenin和蛋白的水解作用。輔活化因子和其他核受體參與通路，配合β-catenin積累。分泌Wnt蛋白質(zhì)與受體在信號的調(diào)控下卷曲級聯(lián)。例如，報道β-catenin-LEF/TCF-調(diào)控轉(zhuǎn)錄的目的基因（包括MYC、CCNB、CDK等）參與細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡和腫瘤轉(zhuǎn)移（MMP7）。迄今為止，已報告幾個輔活化因子與β-catenin交互,包括組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（CARM1）、MLL/set2；組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300/CBP、TRRAP/Tip60；MED12、pygopus、CK2、FLAP1、Bcl9、GAC63、GRIP1和Coco等。

盡管許多相互作用的蛋白質(zhì)已確定，但他們與β-catenin的運(yùn)作細(xì)節(jié)控制轉(zhuǎn)錄，進(jìn)一步探索β-catenin共激活劑的機(jī)理，定義特定功能關(guān)系，仍知之甚少。大量的生物功能調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，細(xì)胞分裂周期的途徑和通路以及許多至關(guān)重要的監(jiān)管機(jī)構(gòu)尚未被發(fā)現(xiàn)。在這種情況下，了解更多的細(xì)胞分裂與凋亡調(diào)控信號，有助于進(jìn)一步掌握細(xì)胞的生長規(guī)律，了解更多的細(xì)胞病變的產(chǎn)生，而CARP-1的進(jìn)一步研究，就具有極高的生物學(xué)價值。

1.2 CARP-1與APC、caspase途徑

CAPR-1凋亡信號通過CFM-4的激活，影響caspase-8、caspase-9及caspase泛素蛋白酶途徑的缺失，導(dǎo)致cyclinB1蛋白和CARP-1的缺失。CARP-1的缺失會干擾CFM-4的作用，影響細(xì)胞生長抑制的激活，阻礙細(xì)胞凋亡，引起細(xì)胞周期紊亂。因為CFM-4既能抑制人類乳腺癌細(xì)胞的增殖，同時又不阻礙乳腺上皮細(xì)胞MCF-10A的生長，因此由CFM-4引起的CARP-1的升高，是可以被良性利用的，利用CARP-1可以有效抑制細(xì)胞周期通路的形成，在病理上對癌癥的治療是有效的。

2011年 ineshkumar Thidil Puliyappadamba、Wenjuan Wu等人的酵母雙雜交試驗中得出CARP-1 與APC-2、CARP-1及CDH1的形成有關(guān)。同時提出CFM-4作為一種先導(dǎo)化合物，激活CARP-1的表達(dá)。在CARP-1與APC/C亞基APC-2的結(jié)合過程中，CFM-4起阻礙作用，G2/M細(xì)胞周期阻滯[2]。

1.3 CARP-1與P53、P160

CARP-1是一種絲氨酸、酪氨酸磷酸化蛋白，具有多個不重疊的凋亡復(fù)合結(jié)構(gòu)。

P53，腫瘤抑制基因CARP-1與P53復(fù)合，共激活啟動細(xì)胞凋亡，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控的過程中起到作用，作為一種促激活信號，調(diào)控細(xì)胞周期。當(dāng)細(xì)胞周期凋亡能力衰退，MYC、cyclinB等蛋白的大量增殖，CARP-1通過增強(qiáng)CDK1和P21的水平來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。

p160輔活化因子（SRC-1 GRIP1/TIF2/SRC-2 和AIB1/ACTR/RAC3/SRC-3）直接復(fù)合到活化激素NRs，與CARP-1復(fù)合，作為蛋白質(zhì)支架，裝配多組分共激活劑的復(fù)合物激活目標(biāo)基因啟動子。CARP-1 和p160共激活劑復(fù)合物，在核內(nèi)作用于目標(biāo)基因產(chǎn)生適當(dāng)?shù)募に豙1-3]。

2 結(jié)論

對于負(fù)行為的信號調(diào)控已被公認(rèn)為許多人類癌癥的積極療法，有實(shí)驗表明，CARP-1參與Wnt信號通路，抑制了人類大腸癌細(xì)胞的增長。通過這種方式，提供了一個關(guān)于β-catenin腫瘤發(fā)生的新穎的見解，也說明了CARP-1在細(xì)胞分裂和凋亡過程中的重要作用。通過一系列細(xì)胞內(nèi)外信號，控制細(xì)胞分裂周期，控制細(xì)胞凋亡通路的功能，維持組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)。CARP-1參與這種通路的調(diào)節(jié)，控制細(xì)胞周期，促進(jìn)程序化凋亡。通過有絲分裂控制細(xì)胞周期凋亡信號，保持當(dāng)前穩(wěn)態(tài)，預(yù)防未來細(xì)胞增殖失常。

但CARP-1與活化因子的復(fù)合尚屬研究初級階段，其細(xì)胞內(nèi)復(fù)合詳細(xì)情況尚不完全清晰，需要進(jìn)一步的實(shí)驗探究。

[1]Sonali Sharma, Chandrika D Mahalingam, Varsha Das, et al. Cell cycle and apoptosis regulatory protein (CARP)-1 is expressed in osteoblasts and regulated by PTH[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2013,436(4):607-612.

[2]Yan Jiang, Vineshkumar T Puliyappadamba, Liyue Zhang, et al. A novel mechanism of cell growth regulation by Cell Cycle and Apoptosis Regulatory Protein (CARP)-1[J]. Journal of Molecular Signaling, 2010,5(1):1-12.

[3]Jeong Hoon Kim, Catherine K Yang, Kyu Heo, et al. Malleable machines in transcription regulation: the Mediator complex[J]. Plos Computational Biology, 2009, 96(12):58a.

The Expression Pattern and Biological Function of CARP-1(Cell Division Cycle and Apoptosis Regulator Protein1)

Jia Bao-lin
(College of life science, Liaoning Normal University, Liaoning Dalian 116000)

In the study, we explored the biological function and expression patterns of CARP-1.As a result, to be an important activates in the cells, CCAR-1 sends the activation cell proliferation or apoptosis signaling pathways. CARP-1 and β-catenin were activated which assist it transcriptional activation to the target genes in Wnt parthway. It Involves some protein signals proliferation and metastasis. CARP-1 combin with APC-2, a subunit of APC/C, repress cells to enter in G2/M, phase under condition of the activation of CFM-4.It activates with P53 and P160, stimulate hormone metabolism, Regulates the cell cycle, by enhancing CDK1 and P21 level to regulate apoptosis.

CARP-1; Cell cycle; Expression pattern.

TB34

A

2096-0387（2016）02-0039-02

賈寶林（1989-），漢族，遼寧人，研究生。