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研究背景: HIF-1α是细胞应对低氧微环境时表达的一种关键性的转录激活因子。HIF-1α与 HIF-1β结合形成低氧诱导因子-1(HIF-1),HIF-1可对多种基因进行靶向调控,介导肿瘤增殖、侵袭及转移等生物学特性。细胞内HIF-1α蛋白水平取决于其蛋白在泛素化-蛋白酶体途径中的降解。泛素化-蛋白酶体途径包括泛素化和蛋白酶体降解两个过程。泛素化是泛素分子在一系列泛素酶的作用下经过活化、结合、再与底物蛋白连接形成多聚泛素底物蛋白复合物的过程。蛋白酶体降解是通过蛋白酶体途径降解底物蛋白的过程。HIF-1α的泛素化在调节其蛋白表达及激活为H IF-1起着重要作用。去泛素化是泛素化的可逆过程,是泛素化的底物蛋白复合物在去泛素化酶(DUBs)的作用下解离泛素分子,使泛素分子循环利用从而平衡细胞内蛋白水平。UCH-L3是一种去泛素化酶,参与底物蛋白的去泛素化过程,从而对细胞的发生、发展及生长转化发挥一定的作用。 目的: 本研究探讨乳腺癌细胞中UCH-L3对HIF-1α表达的影响及对乳腺癌细胞周期、凋亡等生长分子机制的影响。 方法: 采用siRNA干扰技术沉默MDA-MB-231乳腺癌细胞系UCH-L3基因;采用慢病毒转染技术将UCH-L3慢病毒表达载体转入MDA-MB-231乳腺癌细胞系,获得UCH-L3低表达和高表达细胞系。运用荧光定量PCR技术、Western Blot技术分别检测随机干扰组和UCH-L3 siRNA实验干扰组以及正常组、阴性对照组、UCH-L3慢病毒过表达组之间HIF-1α、UCH-L3的mRNA水平及蛋白表达水平变化,运用流式细胞仪检测 MDA-MB-231乳腺癌细胞周期及细胞凋亡的变化。 结果: 与随机干扰组相比,UCH-L3 siRNA实验干扰组的UCH-L3 mRNA水平和蛋白水平明显下降,同时HIF-1α蛋白水平的增加;为进一步明确UCH-L3对HIF-1α影响机制,施加放线菌酮(CHX)抑制蛋白合成0-36小时,发现UCH-L3 siRNA干扰组的HIF-1α蛋白水平随药物作用时间延长没有降低,提示UCH-L3不影响HIF-1α蛋白合成。在UCH-L3过表达组、阴性对照组、正常组之间得出UCH-L3过表达组的UCH-L3 mRNA水平和蛋白水平明显升高,同时HIF-1α蛋白水平的下降;施加蛋白酶体抑制剂MG132抑制蛋白降解0-36h,发现UCH-L3过表达组的HIF-1α蛋白水平随药物作用时间延长没有表现出持续降低的趋势。流式细胞仪检测随机组和实验干扰组细胞周期没有差异;UCH-L3 siRNA干扰组细胞凋亡减少;流式细胞仪检测正常组、阴性对照组、UCH-L3慢病毒过表达组细胞周期没有差异。 结论: UCH-L3一定程度上促进乳腺癌细胞HIF-1α的泛素化降解过程,UCH-L3对乳腺癌细胞凋亡的影响可能是通过调节HIF-1α泛素化降解过程产生的。