DAB2IP负向调控c-Myc在结肠癌肿瘤再生细胞中的作用及机制研究

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目的:结肠癌因其高发病率和高致死率已成为全球范围内的医疗负担。肿瘤干细胞的存在是导致结肠癌发生、转移、复发及化疗药抵抗的重要原因之一。人DOC-2/DAB2相互作用蛋白(DAB2IP)是我们前期识别的一个与肿瘤干细胞表型密切相关的分子,其下游信号网络有待进一步阐明。已有文献报道核心转录因子c-Myc对于维持肿瘤干细胞的干性及自我更新等特征至关重要,但其上游调控机制尚不完全清楚。本研究拟采用三维软纤维蛋白凝胶筛选的具有肿瘤干细胞特征的结肠癌细胞亚群(定义为肿瘤再生细胞,TRCs)为模型,研究DAB2IP是否可通过调控c-Myc以影响结肠癌TRC克隆球的形成及生长,并进一步探究DAB2IP与c-Myc之间的具体调控机制。方法:应用三维软纤维蛋白凝胶筛选富集HCT116以及HT29等人结肠癌TRCs,并通过RT-PCR、Western blot、免疫荧光、克隆球形成实验及连续传代实验等验证其干性特征及自我更新能力等。随后借助RT-PCR、Western blot、免疫荧光、RNA干扰实验、质粒过表达实验及肿瘤再生细胞克隆球形成实验等方法研究c-Myc表达对结肠癌TRCs的影响以及DAB2IP对c-Myc的调控作用。为明确DAB2IP对c-Myc的调控方式,我们使用放线菌酮(CHX)及蛋白酶体抑制剂等处理后检测DAB2IP调控c-Myc是否依赖泛素化-蛋白酶体途径。我们通过Western blot、免疫荧光、免疫共沉淀技术、抑制剂阻断GSK3β等方式探究DAB2IP影响c-Myc蛋白稳定性的具体机制。最后,在结直肠癌组织标本中验证DAB2IP对c-Myc的表达模式,同时分析了DAB2IP表达水平与结直肠癌患者临床特征及治疗预后的相关性。结果:三维软纤维蛋白凝胶筛选富集的HCT116以及HT29等人结肠癌TRCs高表达CD133、CD44及Nanog等干性基因且具有自我更新能力。si RNA沉默c-Myc表达后,结肠癌TRC克隆球的形成及生长明显受到抑制,干性基因表达明显下调。DAB2IP过表达可下调c-Myc表达,沉默DAB2IP则上调c-Myc表达。过表达c-Myc可以部分回复DAB2IP所介导的对结肠癌TRC克隆球形成及生长的抑制效应。然而,c-Myc过表达或沉默不影响DAB2IP的表达水平。我们通过CHX实验,蛋白酶体抑制实验及泛素化实验等证实DAB2IP对c-Myc的调控依赖于泛素-蛋白酶体途径。具体地,DAB2IP通过GSK3β/PP2A-B56α信号轴促进c-Myc 58位苏氨酸(T58)残基的磷酸化以及随后62位丝氨酸(S62)残基的去磷酸化,从而导致其经泛素-蛋白酶体途径降解。此外,DAB2IP作为支架蛋白与c-Myc存在相互作用。在结直肠癌组织标本内DAB2IP及c-Myc蛋白呈负向表达模式。最后基于公共基因表达数据库进行生物信息学分析,结果显示临床结直肠癌患者中的DAB2IP低表达与结直肠癌患者远处转移及不良治疗预后相关。结论:c-Myc维持结肠癌TRCs的生长及干性特征。DAB2IP可负向调控cMyc以抑制结肠癌TRC克隆球的形成及生长。DAB2IP通过GSK3β/PP2A-B56α信号轴介导的磷酸化/去磷酸化级联反应促进c-Myc经泛素-蛋白酶体途径降解。DAB2IP与c-Myc在人结直肠癌组织内呈负向表达模式。结直肠癌患者内DAB2IP低表达与肿瘤远处转移及不良预后相关,提示DAB2IP可作为预测结直肠癌进展的生物标记物。
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