Resultados de la investigación de Xu Xingzhi

La aparición de tumores humanos requiere la activación de oncogenes y la supresión de genes supresores de tumores. La sobreexpresión y/o amplificación genética del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) y/o ErbB2 se produce en muchos tumores, especialmente en el cáncer de mama. El control de puntos de control garantiza que las células puedan detectar y responder a condiciones anormales (como daños en el ADN, estrés de replicación, segregación cromosómica anormal, etc.). ) antes de entrar en la siguiente etapa del ciclo celular. Estos puntos de control incluyen: puntos de control dependientes del daño del ADN, puntos de control de la fase S desencadenados por el bloqueo de replicación y puntos de control del huso que aseguran la separación normal de los cromosomas en células hijas. Los defectos en los puntos de control pueden provocar inestabilidad genómica, en cuyo caso el organismo es susceptible al cáncer. No es difícil encontrar que las vías de transducción de señales de estos puntos de control suelen estar compuestas por genes de trastornos genéticos y/o genes supresores de tumores que tienen tendencia a desarrollar cáncer. Estos genes supresores de tumores incluyen mutaciones de ataxia telangiectasia, síndrome de ruptura de Nijmegen (NBS1, síndrome de ruptura de Nijmegen), * * * trastorno similar a la ataxia telangiectasia (MRE11), gen de susceptibilidad al cáncer de mama 1brca1, TP53 (Wahl y Carr, 2001), la FHA ( asociado a forkhead) que contiene el punto de control quinasa CHK2, y el punto de control quinasa bub 655 del huso mitótico. Mientras tanto, el daño al ADN inducido por rayos gamma y fármacos quimioterapéuticos también es un pilar del tratamiento del cáncer. La manipulación de genes de puntos de control puede, en última instancia, beneficiar los tratamientos de quimioterapia y radiación para el cáncer. Desde 1996 ha estado comprometido con la investigación de la citología tumoral, especialmente en el mecanismo de señalización del receptor ErbB y la regulación de los puntos de control del ciclo celular inducidos por el daño del ADN, y ha logrado resultados fructíferos.

Durante mis estudios de doctorado (1996-1999, en el laboratorio de la Dra. Lucia Pirisi, Universidad de Carolina del Sur, EE. UU.), utilicé un modelo in vitro de varios pasos del virus del papiloma humano 16 de alto riesgo para inducir cáncer y estudió la biología del factor de crecimiento transformante alfa (TGFα). El Dr. Pirisi es profesor titular en el Departamento de Patología y Microbiología y director del Comité Coordinador del Centro Oncológico de Carolina del Sur. Es una de las pioneras en la investigación sobre el virus del papiloma humano de alto riesgo y el cáncer de cuello uterino. Se descubrieron por primera vez dos mutantes precursores de TGFα empalmados de diferentes exones, denominados VA ⅰ y VA ⅱ respectivamente. Más importante aún, encontramos que VA ⅰ y VA ⅱ interactúan con el receptor ErbB2 a través de su extremo C para formar un complejo, activando así el receptor ErbB2. Proponemos un nuevo modelo para la formación de heterodímeros del receptor ErbB inducida por ligando. Este modelo puede explicar por qué Herceptin (un anticuerpo monoclonal humanizado contra ErbB2) es eficaz en menos del 50% de los pacientes con cáncer de mama que sobreexpresan ErbB2. Estos resultados se publicaron en oncogene (1999, 18: 5554-62 y 2000, 19: 3172-81).

Durante mi trabajo postdoctoral en la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale (junio de 2000 a junio de 2004) (en el laboratorio del Dr. David Stern), con el fin de ampliar mis áreas de investigación, comencé a utilizar la lactancia Sistemas animales Estudiar la señalización de daños en el ADN. La Dra. Stern es profesora titular en el Departamento de Patología y directora del Grupo de Investigación del Cáncer de Mama del Centro Oncológico de Yale. Es uno de los pioneros en la investigación de la biología del receptor ErbB y ha logrado grandes logros en el campo de la regulación de los puntos de control del daño del ADN de levadura. Otro postdoctorado y yo entramos al laboratorio al mismo tiempo y comenzamos a estudiar la señalización del daño del ADN en células humanas. En pocos años hemos logrado una serie de resultados y tenemos cierta influencia en este campo. Durante este período, frente a una competencia feroz, solicité con éxito dos fondos postdoctorales muy conocidos como investigador privado (el Fondo Postdoctoral de la Fundación Leslie H Warner y el Fondo Postdoctoral sobre Cáncer de Mama del Departamento de Defensa de EE. UU. (USD 50 000 al año, *** 3 años )). (Soy el primero en completar o corresponsal):

(1) El punto de control quinasa CHK2 es el principal efector de la señalización de daños en el ADN. Las mutaciones CHK2 ocurren en muchos tumores, como el cáncer de mama.

Sobre la base de datos experimentales, propusimos el primer modelo de activación de la quinasa CHK2 de punto de control que puede amplificar y transmitir señales de daño al ADN (molecular: Cellular Biology 2002, 22: 4419-32). Este modelo ha sido ampliamente aceptado por sus pares y es el modelo estándar actual de activación de CHK2. Sus artículos publicados han sido citados más de 70 veces.

(2) El gen NFBD1/MDC 1 codifica una nueva proteína que contiene el dominio FHA y el dominio BRCT. Confirmamos por primera vez que NFBD 1 es una de las proteínas activadas más tempranamente en la vía de señalización del daño del ADN (Journal of Biological Chemistry 2003, 278: 8795-803). Los artículos publicados han sido citados 40 veces.

(3) La interacción entre el complejo MRE 11-RAD 51-NBS 1 y NFBD1 se descubrió e identificó mediante purificación por inmunoafinidad combinada con espectrometría de masas. Mediante el método de coinmunoprecipitación, descubrimos la interacción entre ATM, TP53, γ-H2AX, 53BP1 y NFBD1. Estas interacciones están mediadas por el dominio FHA o el dominio BRCT de NFBD1. La sobreexpresión de estos fragmentos en las células hará que muchas proteínas de punto de control no logren formar focos nucleares después de haber sido dañadas por los rayos gamma. Por lo tanto, proponemos que NFBD1 es uno de los convocadores y organizadores de los factores de reparación y señalización del daño del ADN (FAEB J. 2003, 17: 1842-48). Los artículos publicados han sido citados 30 veces.

(4) Paralelamente, también estamos realizando estudios funcionales sobre MCPH1 (microcefalia), uno de los genes responsables de la microcefalia primaria. La microcefalia congénita es un trastorno neurológico poco común en el que la cabeza es anormalmente pequeña debido a una formación y crecimiento anormales del cerebro. Los niños con esta enfermedad pueden tener baja estatura, sufrir ataques epilépticos y cierto retraso mental. Descubrimos que MCPH1 puede afectar los puntos de control del ciclo celular inducidos por daños en el ADN al regular BRCA1 y CHK1. Este nuevo hallazgo puede no sólo ayudarnos a explicar finalmente la relación entre MCPH1 y la microcefalia, sino que también puede explicar cómo MCPH1 participa en las respuestas al daño del ADN para prevenir la progresión del cáncer. Su artículo fue publicado en la columna de publicación acelerada "Journal of Biological Chemistry" (2004, 279: 34091-94) y fue seleccionado como "Weekly Paper" (publicación número uno). Muchos sitios web de divulgación científica chinos y extranjeros han reproducido informes de noticias escritos por la Sociedad Estadounidense de Bioquímica y Biología Molecular (ASBMB). Este artículo ha sido citado más de 30 veces.

Este nuevo descubrimiento también tiene un valor de aplicación potencial en el tratamiento de enfermedades. Descubrimos que MCPH1 participa en la respuesta al daño del ADN, lo que significa que la pérdida de la función de MCPH1 puede promover el desarrollo del cáncer. De ser así, restaurar la función de MCPH1 mediante terapia génica o regular positivamente las vías que contienen MCPH1 mediante otros métodos podría prevenir el desarrollo de cáncer en personas con estas mutaciones. El uso de antagonistas de MCPH1 en tumores puede hacer que estos tumores sean más sensibles a la terapia génica.

El grupo de investigación liderado por mí descubrió por primera vez que ASPM se encuentra en el huso y puede regular BRCA1. Los resultados fueron publicados en Cell Cycle. Al mismo tiempo, creemos que hay cuatro genes MCPH que pueden regular BRCA1 y pueden ser genes supresores de tumores.

Mi grupo de investigación se centrará en los siguientes aspectos: 1) explorar más a fondo el papel de las proteínas que interactúan con NFBD1 o MCPH1 en los puntos de control de daño del ADN mediante la caracterización funcional; 2) establecer y caracterizar Mcph1 o el fenotipo de Aspm; ratones con genes knockout; 3) Identificación funcional de proteínas fosfatasas implicadas en el control del punto de control del ciclo celular. x.Zhong, G.P., Xu Xingzhi*. 2006. La microcefalina codifica una proteína centrosomal. Ciclo celular 5, 457-458. (Imagen de portada) (Número de citas: 4)

X. Zhong, Liu, Zhao y Xu Xingzhi. 2005. El gen anormal asociado a la microcefalia fusiforme (ASPM) codifica una proteína centrosomal. Ciclo celular 4, 1227-1229.

(Número de citas: 7)

T. Rauch, Zhong x, G.P y Xu Xingzhi*. 2005.53BP1 es un regulador positivo del promotor BRCA1. Ciclo celular 4, 1078-1083.

Tsvetkov, Tsekova, Xu Xingzhi y Stern. 2005. El dominio Plk1 Polo Box media las interacciones con Chk2 en el ciclo celular y la regulación del daño del ADN. Ciclo celular 4, 609-617. (Número de citas: 2 veces)

Xu Xingzhi, Li Zhengdao, Stern

. 2004. La microcefalina es una proteína de respuesta al daño del ADN implicada en la regulación de CHK1 y BRCA1. Journal of Biochemistry 279, 34091-34094 (publicación acelerada; periódico de la semana). (Cita: 31)

*Xu Xingzhi y Wendi Deng. 2004. Establecimiento de un sistema libre de células para estudiar la activación de Chk2. Methods in Molecular Biology 280, 165-174 (manuscrito invitado)

Xu Xingzhi y Stern. 2003. NFBD1/MDC1 regula la señalización de puntos de control del ADN inducida por radiación ionizante y la formación de focos de factores de reparación. FASEB Journal 17, 1842-1848 (cita: 28)

Xu Xingzhi y Stern. 2003.NFBD1/KIAA0170 es una proteína relacionada con la cromatina implicada en la vía de señalización del daño del ADN. Journal of Biochemistry 278, 8795-8803 (cita: 38)

Tsvetkov, Xu Xingzhi, Li Jun y Stern. 2003. La quinasa 1 tipo polo y Chk2 interactúan y se colocalizan en centrosomas y mediosmas. Journal of Biochemistry 278, 8468-8475 (cita: 44)

Xu Xingzhi, Tsvetkov y Stern. 2002. Activación de Chk2 y oligomerización dependiente de fosforilación. Molecular and Cellular Biology 22, 4419-4432 (cita: 71)

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J. Liao, Xu Xingzhi y M.J. Wargovich

. (2000) ¿Usando la redetección anti-directa? - El anticuerpo actina sirve como control interno para el análisis de transferencia Western. Biotecnología 28, 216-218 (Cita: 25)

Xingzhi Xu, Junjie Liao, K. E. Creek y L. Pirisi. (1999) Los queratinocitos humanos y las líneas celulares derivadas de tumores expresan formas empalmadas alternativamente de ARNm del factor de crecimiento transformante alfa (TGF-alfa) que codifica un precursor que carece de un residuo de valina carboxilo terminal. Oncogén 18, 5554-5562. (Número de citas: 5)

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Xu Xingzhi, Fang Hao, Liu Zhuyao. (1992) Detección del antígeno ABH en tejido óseo. Tecnología criminal de Shanghai 7, 29-33.

*: Autor correspondiente

Resumen

1. Rauch, Zhong, Pfeifei y Xu Xingzhi. 53BP1 es un regulador positivo del promotor BRCA1. 70º Simposio CSHL: Enfoques moleculares para el control del cáncer, Laboratorio Cold Spring Harbor, Nueva York, 1 al 6 de junio de 2005

2. Xingzhi Xu, GP y DF Stern. Proteínas con dominios BRCT bicarboxi-terminales en la señalización de puntos de control del ADN. El décimo Simposio Internacional SCBA, Beijing, China, 18 al 23 de julio de 2004.

3.Xu Xingzhi, Tsvetkov y Stern. Activación de Chk2 y oligomerización dependiente de fosforilación. Simposio fundamental: mecanismos moleculares. Replicación y recombinación del ADN, Snowbird, Utah, enero de 2002.

4.Xingzhi Xu, J. Liao, K.E. Creek y L. Pirisi. El extremo carboxilo único derivado del precursor del factor de crecimiento transformante empalmado alternativamente media la interacción con el dominio no celular del receptor ErbB. Oncogenes y control del crecimiento, San Diego, CA, agosto de 1999.

5., Xu Xingzhi, K.E. Creek y L. Pirisi. Aislamiento y caracterización parcial de una variante del ARNm del receptor de EGF a partir de queratinocitos humanos transformados con VPH16. 17ª Conferencia Internacional sobre el Virus del Papiloma, Charleston, Carolina del Sur, enero de 1999. pág415.

6.Xu Xingzhi, K.E.Crick y L. Pirisi. Los queratinocitos humanos y las células derivadas de tumores expresan formas empalmadas alternativamente de ARNm de TGF-α, que codifican variantes de TGF-α que carecen de la valina C-terminal crítica para la escisión del precursor anclado a la membrana. Actas de la 89.ª reunión anual de la Asociación Estadounidense para la Investigación del Cáncer, Nueva Orleans, LA, marzo de 1998, pág. 406, resumen n.º 2760.

7. Empalme alternativo del factor de crecimiento transformante alfa en células epiteliales humanas normales y transformadas por VPH16. 16ª Conferencia Internacional sobre Virus del Papiloma, Universidad de Siena, Italia, septiembre de 1997.

8.

Xu Xingzhi, Huang Guozhen, Ge Ruixiang. Clonación

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10. Lu, Xu Xingzhi, dinastía Song. Estudio experimental sobre la prevención de cálculos renales de oxalato de calcio mediante una mezcla de tartrato de magnesio. Simposio académico de la Sociedad China de Urología, Xi'an, China, octubre de 1992. (chino)