细胞凋亡（apoptosis），又称细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD），是由基因控制的细胞自主的有序的死亡。在近几十年的研究中发现，细胞凋亡的异常是很多疾病（如癌症、自身免疫疾病、神经退化性疾病）发生的重要原因。一些诱导细胞凋亡的基因（如caspase，Bax等）的失活，以及抑制细胞凋亡基因（如Bcl-2，Bcl-xL等）的过度表达，在恶性肿瘤发生过程中的起着重要作用。因此阐明肿瘤细胞凋亡中信号转导机制，发现凋亡调控蛋白质，实现细胞凋亡的有效调节，可以为抗肿瘤药物的研发提供可能的药物靶点，最终有效的治疗肿瘤等人类疑难疾病。细胞凋亡进程受到多种细胞信号的调控，按凋亡信号来源细胞凋亡途径主要分为两类：一类是通过细胞表面跨膜蛋白受体激活caspase-8介导的死亡受体信号通路；另一类是线粒体释放细胞色素c，细胞色素c通过与Apaf-1，capsase-9前体结合形成凋亡复合物（apoptosome）激活caspase-9介导的线粒体信号通路。在一些caspase-8介导的细胞凋亡中，需要通过线粒体途径来放大凋亡信号，因此线粒体是细胞凋亡的核心所在。细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent kinase, Cdk）是一类丝氨酸/苏氨酸激酶，与细胞周期蛋白（cyclin）结合形成有活性的cyclin-cdk复合物，通过对不同底物的磷酸化来调控细胞周期的进行。据文献报道，cyclin A-Cdk2不但是细胞周期的重要调控蛋白，同时也参与到了细胞凋亡的调控中。如在人参皂苷Rh2（G-Rh2）和紫杉醇（panaxadiol）诱导的人肝癌细胞的细胞凋亡中；在etoposide诱导的人宫颈癌细胞（HeLa）的凋亡过程中；转化生长因子（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）诱导的人胃癌细胞（SNU-16）的细胞凋亡中都发现了cyclinA-Cdk2活性特异性上调。尽管研究发现cyclinA-Cdk2的活性对于细胞凋亡是必需的，但是cyclinA-Cdk2是通过磷酸化哪些底物将信号传导到细胞凋亡通路上还并不清楚。Bcl-2蛋白质家族在线粒体参与的细胞凋亡途径中起重要作用，能够控制线粒体内细胞色素c等凋亡因子的释放。根据在细胞凋亡中的作用，将Bcl-2家族蛋白质分为两大类：一类是抗凋亡蛋白质（anti-apoptotic），包括Bcl-2、Bcl-xL等；另一类是促凋亡蛋白质（pro-apoptotic），包括Bax、Bak等。Bcl-2家族中有一类蛋白质仅含BH3结构域，被称之为BH3-only蛋白质，这类蛋白质均为促凋亡蛋白质。细胞在受到凋亡信号的刺激后，促凋亡蛋白质通过不同的方式被活化，发挥促凋亡功能。如Bak和Bax在受到凋亡信号刺激后构象发生改变，转位到线粒体外膜并寡聚化，形成跨膜孔道，导致线粒体中凋亡因子释放，激活caspase-9，启动凋亡。Rad9蛋白质是一种checkpoint的调控蛋白质，其通过与Rad1和Hus1形成异三聚体，称9-1-1复合物，在checkpoint中参与DNA损伤应答、DNA修复等维持细胞周期的生物进程。最近的研究发现，Rad9蛋白质含有Bcl-2家族特有的BH3结构域，并且当细胞过表达Rad9时，Rad9可通过BH3结构域同抗凋亡蛋白质Bcl-2或Bcl-xL结合，进而诱导细胞凋亡。因此，我们推测在细胞凋亡中Rad9蛋白质可能是cyclin A-Cdk2的磷酸化底物，cyclin A-Cdk2通过磷酸化Rad9来参与线粒体凋亡通路。在本论文的研究中我们得出以下研究结果：1.通过体外激酶反应和电泳迁移率实验证明Rad9是cyclin A-Cdk2新的磷酸化底物。2.在etoposide诱导的HeLa细胞凋亡过程中cyclin A-Cdk2磷酸化Rad9蛋白质，主要的磷酸化位点是328位丝氨酸。3.在etoposide诱导的HeLa细胞凋亡过程中，Rad9蛋白质328位丝氨酸的磷酸化促进了Rad9从细胞核转位到线粒体上。4.上调cyclin A-Cdk2的活性可以增强Rad9的328位丝氨酸的磷酸化进而调控Rad9的促凋亡功能。5. Rad9通过328位丝氨酸的磷酸化来调控与Bcl-xL的相互作用进而促进细胞凋亡进程。我们的研究结果证明了Rad9蛋白质是cyclin A-Cdk2一种新的磷酸化底物蛋白质，并发现了在etoposide诱导的HeLa细胞凋亡中cyclinA-Cdk2的磷酸化位点是328位丝氨酸。Rad9的328位丝氨酸的磷酸化对其促凋亡功能起着重要作用，包括从细胞核到线粒体的转位，在线粒体与Bcl-xL的相互作用。本篇论文提出了cyclin A-Cdk2通过磷酸化Rad9的328位丝氨酸调控细胞凋亡的新机制，阐明了细胞凋亡中新的信号通路，为抗肿瘤药物的研发提供了新的靶点。