中文摘要：

钠钾ATP酶是分布于哺乳动物细胞膜的重要离子泵，动植物来源的强心物质，如哇巴因是钠钾ATP酶的天然配体，从人体血浆中也分离出内源性强心物质。我们在前期工作中发现强心物质与钠钾ATP酶作用后能诱发急性肺部炎症，该过程与钠钾ATP酶介导的炎症因子合成释放相关。进一步研究发现强心物质能刺激肺上皮细胞核释放RNA稳定蛋白HuR，稳定炎症因子mRNA；但另一方面强心物质也能"动员"HuR形成特殊的RNA压力颗粒(SG)，抑制总蛋白的表达。我们推测强心物质通过形成SG的形成有选择性地将不相关基因mRNA截留其中抑制翻译，而将炎症因子mRNA滞留于胞浆中继续表达。为验证该蛋白质翻译"红绿灯"假说，本项目将解析强心物质通过钠钾ATP酶诱导SG形成的信号传导途径与SG形成分子机制，研究SG对mRNA重新编程的选择性与重要性，从而拓宽对钠钾ATP酶生理与病理新机制的认识，为相关疾病治疗提供理论依据与参考价值。

结论摘要：

癌化细胞的Na+,K+-ATP酶异常活跃，因此被作为肿瘤治疗的靶点。但是，在有些正常或肿瘤细胞中，Na+,K+-ATP酶抑制剂反而可以刺激细胞生长，使这类药物的抗肿瘤应用受到限制。因此，研究Na+,K+-ATP酶抑制作用肿瘤细胞的具体生物学机制有助于其抗肿瘤应用。通过本研究发现Na+,K+-ATP酶抑制剂可以刺激肿瘤细胞中应激核蛋白HuR出核，促进肿瘤生长。为探索HuR的保护机制，我们发现Na+,K+-ATP酶抑制可以诱导出核的HuR形成压力小体（stress granule，SG），并将p21等促凋亡基因mRNA选择性包裹其中，抑制p21蛋白表达，从而发挥抗凋亡作用。进一步研究发现，Na+,K+-ATP酶抑制诱导的SG依赖于GCN2激酶磷酸化eIF2α信号。理论上，GCN2应该具有类似HuR的细胞保护作用，但实际结果是Na+,K+-ATP酶抑制诱导的肿瘤细胞凋亡依赖GCN2蛋白表达。由此我们推测GCN2在Na+,K+-ATP酶抑制过程中对肿瘤细胞具有双向调控作用。为了深入研究该双向调节机制，我们发现GCN2是一个可泛素化降解蛋白。正常情况下，细胞内GCN2蛋白通过与β-arrestin1/2、RSP5形成三元复合物，通过促进GCN2泛素化降解维持低表达水平；而在Na+,K+-ATP酶抑制情况下，该降解复合物解体，GCN2泛素化受抑制，最终导致GCN2蛋白质表达水平增高，诱导细胞凋亡。在我们新发现的三元复合物形成过程中，β-arrestin1/2作为接头分子能增强GCN2与它与其E3连接酶Rsp5的结合促进GCN2的泛素化降解，GCN2的激酶结构域是与β-arrestin1/2具有相互作用的重要结构域。我们还发现，ouabain能刺激多种肿瘤细胞GCN2 Thr899磷酸化，通过减弱GCN2/β-arrestin1/2/RSP5复合物形成，明显抑制GCN2泛素化降解。本研究我们首次发现GCN2是肿瘤细胞感知Na+,K+-ATP酶抑制的重要压力感应蛋白，发现了细胞感知压力的新生物学机制，为抗肿瘤治疗的研究提供了全新的靶点和更广阔的思路。受本项目资助，获得授权专利3项，申请专利8项，发表相关SCI论文1篇，影响因子7.0，中文核心期刊1篇，会议论文2篇，出版编著一本，尚有3篇SCI论文正在投稿中。