转录因子Snail的去泛素化调节在食管鳞状细胞癌发生发展中的作用及机制研究

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在肿瘤发生与转移的过程中,上皮间质转化过程发挥着关键性的作用,它赋予肿瘤上皮细胞某些间质样细胞的特征,从而使得肿瘤细胞具有更强的侵袭和迁移能力。Snail是上皮间质转化过程中发挥重要作用的转录因子,在肿瘤的进展和转移中起着重要的作用。因此,Snail的表达水平严格精密的受到转录、翻译和翻译后水平等多方面的调控。Snail在细胞中半衰期较短,由泛素-蛋白酶体系统介导迅速降解,而该过程受蛋白质泛素化修饰可逆调控。细胞中调节Snail多聚泛素化与蛋白稳定性主要依赖于E3泛素连接酶和去泛素化酶。真核细胞中E3泛素连接酶有大约五百种,去泛素化酶有约一百种,它们具有底物特异性,负责可逆的精密调控蛋白质的泛素化修饰。由于不同酶的底物特异性,存在某种酶调节多个底物蛋白泛素化水平的情况,而某个底物蛋白也往往受到多种酶的共同调控。转录因子Snail在肿瘤发生发展中发挥着关键性作用且泛素化修饰调控Snail是影响其表达水平的一个重要手段。迄今,已经证实存在多种能够参与调节Snail的泛素化修饰促进其蛋白酶体途径降解的E3泛素连接酶,但其逆过程-负责Snail的去泛素化的去泛素化酶(DUBs)在很大程度上仍然未知。鉴于细胞中蛋白质去泛素化修饰的复杂性,我们首先采用了免疫共沉淀串联质谱分析技术以寻找能与Snail相互结合的去泛素化酶。随后,在确证去泛素化酶PSMD14与Snail存在相互作用后,我们检测了 PSMD14靶向Snail以实现去泛素化和稳定Snail细胞内表达水平的功能。在食管鳞状细胞癌细胞中,PSMD14高表达显著降低了 Snail的泛素化水平并延长了 Snail的半衰期。在功能研究上,我们发现PSMD14的敲降极大地阻断了 Snail诱导的上皮间质转化过程,并在随后的体外实验中抑制了食管鳞癌细胞的迁移和侵袭以及在体内实验中抑制了食管鳞癌肿瘤的转移能力。此外,在临床样本中,PSMD14在食管鳞癌肿瘤组织中表达水平显著高于癌旁组织,且与Snail的表达水平呈正相关关系。而TCGA数据库中结果也显示在食管癌中PSMD14的高表达往往预示着患者的不良预后。以上这些发现表明,PSMD14作为去泛素化酶,能够在翻译后水平上调节Snail的表达水平,从而调控食管鳞状细胞癌的进展与转移。另一方面,我们又利用部分去泛素化酶的cDNA文库筛选能够调节Snail表达水平的去泛素化酶,希望能够从中发现影响Snail去泛素化水平和蛋白降解的新的去泛素化酶。通过筛选文库,我们确定了 OTUB1能够上调Snail表达,并在随后又确定了两者存在相互作用与细胞内的共定位。通过对去泛素化酶功能失活形式的OTUB1MUT3的研究,我们发现去泛素化酶OTUB1发挥抑制Snail多聚泛素化和蛋白酶体降解,增强Snail稳定性的功能依赖于OTUB1的酶活性。在功能研究上,OTUB1通过上调Snail蛋白水平,促进食管鳞状细胞癌的上皮间质转化过程,进而促进食管鳞癌肿瘤转移的发生。此外,OTUB1也在食管鳞状细胞癌中高表达且提示患者的不良预后。在临床样本中OTUB1与Snail表达水平呈正相关,在一定程度上也反映了两者之间的调控关系。因此,OTUB1作为Snail的另一个重要的去泛素化调控的蛋白,在食管鳞癌进展与转移中也起着关键作用。综上所述,我们的研究着眼于寻找在食管鳞状细胞癌中调控Snail稳定性与降解的去泛素化酶。新发现两种去泛素化酶PSMD14与OTUB1可以抑制Snail的泛素化水平,阻碍其蛋白酶体降解途径,从而促进Snail在细胞中的积累,并由此激活Snail介导的上皮间质转化过程,促进食管鳞癌肿瘤的进展和转移。我们的研究为进一步探究肿瘤转移的机制提供了新的线索,为食管鳞癌转移的治疗提供了新的策略。
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