人類Ste20蛋白激酵素3於細胞凋亡中分子作用機轉之研究

Abstract

本研究計畫的主要目的是希望瞭解人類Ste20 蛋白激酵素Mst3 在促成細胞凋亡過 程中之分子機轉。Mst3 是屬於GCK-III Ser/Thr 激酵素次家族中之一員其生理活性目前 還不甚明瞭，在之前的研究中我們已經證實當Mst3 在細胞大量表現後會使得細胞產生 與凋亡現象密切相關的特徵如chromosome 的縮合（condensation）與DNA 的片段化 （fragmentation）等。這些發現證明Mst3 可能在細胞凋亡的過程中扮演著重要的角色。 然而Mst3 會造成細胞凋亡的分子作用機轉目前並不甚明瞭。於近期的先期實驗中，我 們發現Mst3 在不同的細胞中會經由與caspase 相關或caspase 不相關等不同的作用機轉 來促使細胞凋亡。例如在Jurkat 細胞中，Mst3 是caspase 的受質並經由caspase 相關的 路徑造成Jurkat 細胞的凋亡。然而在人類子宮頸癌上皮細胞HeLa 中卻是經由與caspase 不相關的路徑來造成細胞的凋亡。此一發現顯示Mst3 的活性在細胞中可能有不同的調 控機轉。雖然Mst3 被認為是一細胞質內蛋白，但由近期本實驗室所發表的結果中，證 實Mst3 可受到其上所帶有之核轉移(NLS)及核輸出(NES)訊號的調控而進行核轉移的作 用。我們近期發現在未受刺激的HeLa 細胞中EGFP-Mst3 與粒線體蛋白質Cytochrome C 可能共存於粒線體上。有趣的是，當細胞受到staurosporine 的刺激後HeLa 的內生性的 Mst3 會轉移至細胞核中。此一蛋白質在細胞內會依刺激的發生而有不同的分佈現象， 其發生的背後真正原因目前並不明瞭，更待我們進一步去研究瞭解。因此，本計畫希望 延續我們以往的研究，並針對下列議題作進一步的探討：（一）Mst3 引起HeLa 細胞凋 亡的分子作用機轉為何?（二）Mst3 在粒線體及細胞核中的角色為何?（三）找出細胞內 參與調控Mst3 活性的胞內蛋白質。本實驗室有足夠的經驗及人力可獨立對此三項主要 議題進行相關研究。我們希望本計畫的研究成果不但可使我們更加瞭解Mst3 的生理功 能及其在細胞凋亡過程所扮演的角色，亦將有助於我們未來對此類激酵素相關研究方向 的規劃與瞭解。