专访王荣福:抓住关键蛋白 直击肿瘤研究前沿

【字体: 时间:2010年05月21日 来源:生物通

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  来自贝勒医学院,南京大学生科院,浙江大学医学院等处的研究人员发现了一种能有效抑制机体的天然免疫和炎症反应的蛋白分子:NLRC5蛋白,这一分子可能成为未来治疗癌症和传染性疾病的有效分子靶点。这一研究成果公布在Cell杂志上,并且ScienceDaily也以“A Single Protein Regulates Two Immune Pathways”为题,报道了这一成果。

  

来自贝勒医学院,南京大学生科院,浙江大学医学院等处的研究人员发现了一种能有效抑制机体的天然免疫和炎症反应的蛋白分子:NLRC5蛋白,这一分子可能成为未来治疗癌症和传染性疾病的有效分子靶点。这一研究成果公布在Cell杂志上,并且ScienceDaily也以“A Single Protein Regulates Two Immune Pathways”为题,报道了这一成果。

领导这一研究的是贝勒医学院终身教授、浙江大学兼任教授王荣福博士. 曾在Science杂志上发表文章,报道阻断调节性T细胞的抑制功能。Cell 文章的第一作者包括南京大学的博士崔隽(国内联合博导沈萍萍教授)和浙江大学医学院的在读博士生朱梁(国内联合博导郑树教授),以及贝勒医学院的Xiaojun Xia。

这一研究对于阐释天然免疫和炎症反应调节过程的本质具有非常重要的意义,天然免疫系统主要通过NF-kB、I型干扰素来产生应急免疫反应,其信号的传递和各种疾病特别是癌症的发生发展密切相关,而这里发现NLRC5蛋白能够抑制这两条信号传递的通路,有着一石二鸟的作用。为了更深入了解这一研究成果,生物通特采访了王荣福教授,就读者感兴趣的一些问题请教了他。

生物通:近年来的研究证明感染、炎症与一些肿瘤的发病有着密切的关系,因此免疫,炎症与癌症间的关联研究也更加受重视,贵研究组的最新成果发现了一种重要的蛋白分子,这对于这一领域的研究具有怎样的重要意义呢?

答: 我们的研究对于阐释天然免疫和炎症反应调节过程的本质具有非常重要的意义,天然免疫系统主要通过NF-kB、I型干扰素等来产生应急免疫反应,这些信号都会导致炎症的发生,而慢性炎症是造成癌症等疾病的主要原因之一。所以对于炎症反应的合理调控将有利于降低肿瘤发生的风险及其危害。然而,对于炎症等反应的具体调控机制,我们还知之甚少。在这项工作中,我们发现NLRC5蛋白分子对于NF-kB和I型IFN通路的激活都具有显著抑制作用。一方面,NLRC5能直接和NF-kB通路中的关键激酶IKKa和IKKb相结合,从而阻止其磷酸化而活化下游的转录因子p65;另一方面,NLRC5能结合胞内外源RNA受体RIG-I和MDA5,使其不能进行产生I型IFN通路的信号转导,从而抑制了IFN-a和IFN-b的产生。通过这两种机制,NLRC5能同时显著地抑制因这两条通路活化所产生的炎症反应,所以它将可能成为我们发展免疫疗法治疗癌症的一个理想分子靶点。NLRC5是第一个被发现的能够通过结合不同信号分子,抑制NF-kB和I型干扰素途径的负调控分子,对于这个领域的研究具有开创性的意义,我相信会有更多的负调控分子被鉴定出来,这些研究将加深我们对炎症和癌症关系的认识。

生物通:能取得这样的成果令人振奋,你的实验研究过程中主要采用的技术有哪些?最重要的技术点在哪里?

答:我们在实验过程中运用了大量分子生物学和细胞生物学技术。最主要的技术点有以下几个:(1)分子克隆技术:用于克隆各种基因及其突变体,这是所有分子功能及相互作用研究的基础;(2) 蛋白相互作用分析:我们主要使用免疫共沉淀技术及凝胶层析分离大分子复合物;(3) 荧光素酶报告基因系统,用于检测特定分子对于不同信号通路的影响;(4) siRNA干扰技术,用于降低细胞内特定基因的表达,从而研究其功能。

生物通:研究发现NLRC5蛋白能够同时抑制NF-kB通路、I型IFN通路这两条天然免疫系统信号途径,并且NLRC5蛋白本身也是受NF-kB通路调控,这就形成了一个作用反馈链接,在这个环路中还有哪些重要的作用因子呢?

答:NF-kB信号通路是细胞内非常重要的信号通路,因此有很多负向调控分子对其进行精确调控,确保细胞内的稳态平衡,这些蛋白相互作用形成的多条负反馈环使NF-kB通路成为一个复杂的网络。其中最重要的负调节环就是IkB-NF-kB的调节环,IkB能够结合NF-kB,抑制其活化,当NF-kB信号通路被激活后,IkB被这个环路中一个非常重要的分子IKK复合物所磷酸化,并被降解,NF-kB被活化进入细胞核,同时转录出更多的IkB抑制自身的激活。我们的研究发现NLRC5蛋白可以抑制IKK复合物的活性,这是IkB蛋白上游的分子,因此NLRC5-IKK-NF-kB负反馈环是一个比IkB反应时间更加长的反馈环,我们研究表明NLRC5在受刺激后4-6小时被上调,可能在NF-kB激活的后期起到重要的调控作用。

生物通:炎症已经与一些肿瘤的发生联系了起来,而且炎症的应答和消除研究也获得了越来越多的成果,比如近期Cell杂志就发布了一篇关于癌症、炎症与免疫的综述文章,您能谈一下这一领域未来的发展趋势吗?

答:这一领域将是未来免疫学研究的热点,因为它将细胞的信号转导网络、免疫反应和疾病特别是癌症的发生发展联系了起来,具有很强的应用价值,而其中还有很多东西是未知的,许多观念也还未被证实,所以特别具有研究的必要。而从分子水平上对炎症和肿瘤发生联系的解构,可以让我们从根本上了解癌症、炎症和免疫的关系,也能够更好的促进相关的药物开发等研究。

生物通:这项研究是和国内的研究机构合作完成,您认为国内的研究生和国外的研究生有何区别呢?

答:随着科技的发展和信息的开放,现在国内和国外的研究生在素质上差别不大,国内的学生可能在刻苦勤奋上更突出些。但是现在国内和国外的科研水平还是有不少差距的,所以我也希望能够通过合作研究等方式,让更多的青年学者参加到国际合作项目中去,让他们开阔眼界,给他们更好的实验平台和指导,让他们充分发挥自己的才华。

生物通:您作为一个业已成功的研究人员,期望申请加入贵研究组的学生应该具备哪些素质?

答:(1) 对于科学有献身精神;(2) 勤奋刻苦;(3)具有创新性思维;(4) 具有良好的团队合作精神;(5)具有良好的外语基础,能够和国外科研人员顺利交流。

(生物通:王蕾)

原文摘要:

NLRC5 Negatively Regulates the NF-B and Type I Interferon Signaling Pathways

Stringent control of the NF-B and type I interferon signaling pathways is critical to effective host immune responses, yet the molecular mechanisms that negatively regulate these pathways are poorly understood. Here, we show that NLRC5, a member of the highly conserved NOD-like protein family, can inhibit the IKK complex and RIG-I/MDA5 function. NLRC5 inhibited NF-B-dependent responses by interacting with IKKα and IKKβ and blocking their phosphorylation. It also interacted with RIG-I and MDA5, but not with MAVS, to inhibit RLR-mediated type I interferon responses. Consistent with these observations, NLRC5-specific siRNA knockdown not only enhanced the activation of NF-B and its responsive genes, TNF-α and IL-6, but also promoted type I interferon signaling and antiviral immunity. Our findings identify NLRC5 as a negative regulator that blocks two central components of the NF-B and type I interferon signaling pathways and suggest an important role for NLRC5 in homeostatic control of innate immunity.

作者简介:

Rongfu Wang received his Ph.D. from the University of Georgia, (Georgia, USA) in 1992. After completing his postdoctoral training at Stanford University Medical School, (California, USA), he joined the Surgery Branch, National Cancer Institute (Maryland, USA) and then promoted to a senior investigator. In 2000, he moved to to Baylor College of Medicine as an associate professor. Since 2005, he has been a professor of the Department of Pathology and Immunology, and Center for Cell and Gene Therapy at Baylor College of Medicine. He has received numrous awards, including American Cancer Society Scholar (2003) and Michael DeBakey Award for Research Excellence (2006) and the endowed Jack L. Titus Professorship in 2007. He has a long-standing interest in tumor immunology, cancer vaccine development, cancer stem cells, innate immunity and regulation by Toll-like receptors and NOD-like receptors. 

 

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