Sirt1去乙酰化p62阻滞其泛素依赖性降解的机制及其在肝癌发生发展中的作用

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背景:肝癌是预后最差的恶性肿瘤之一,其全球发病率位于第六,死亡率位于第三。中国是肝癌大国,约占全球50%的新发和死亡病例,肝癌在中国死亡率位于第二,总体五年生存率不足20%,严重威胁着我国人民的生命健康。由于肝癌发生发展的分子机制复杂且尚未被完全阐明,致使靶向肝癌的治疗手段非常受限。肝癌的发生发展涉及到多个癌基因的异常活化和抑癌基因的失活。配体蛋白p62/SQSTM1在肝癌等实体肿瘤中高表达且与临床不良预后具有显著正相关性。但肝癌中p62异常高表达的分子机制尚未被完全阐明。蛋白翻译后修饰包括乙酰化等在调控蛋白质表达和功能中发挥重要作用。但目前p62乙酰化修饰在肿瘤发生发展中的作用和机制尚未明确。因此,阐明p62乙酰化修饰的分子机制并明确其在肝癌等恶性肿瘤中异常高表达作用,对靶向p62的肿瘤防治策略具有重要意义。目的:阐明p62乙酰化修饰的具体分子调控机制,解析乙酰化修饰调控p62蛋白表达的分子机制及其在肝癌发生发展中的作用。方法:通过MTS、裸鼠成瘤等实验检测p62蛋白表达改变对肝癌细胞体内外增殖的作用。运用液相色谱质谱检测(Liquid Chromatograph Mass Spectrometry,LC-MS)分析p62乙酰化位点,并利用免疫沉淀(Immunoprecipitation,IP)进行验证。通过免疫共沉淀实验(Co-immunoprecipitation,Co-IP)、体外蛋白相互作用实验(Pull down)明确去乙酰化酶Sirt1与乙酰转移酶GCN5与p62相互作用并共同调控p62乙酰化稳态。通过免疫印迹(Western Blot,WB)、实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,q RT-PCR)方法检测肝癌细胞中Sirt1对p62蛋白质和信使RNA(m RNA)表达的调控。利用蛋白半衰期实验、体内泛素化实验证明Sirt1阻滞Keap1介导的p62泛素化依赖性降解。最后通过MTS、二乙基亚硝胺(Diethylnitrosamine,DEN)诱导小鼠原发肝癌模型等实验方法检测Sirt1去乙酰化p62上调其表达在肝癌发生发展中的作用。结果:肝癌中p62蛋白水平高表达,与病人不良预后正相关。敲低p62表达能明显抑制肝癌细胞体内外生长。p62 K295位点存在乙酰化修饰,去乙酰化酶Sirt1与p62直接相互作用并抑制p62 K295位点乙酰化。乙酰转移酶GCN5介导p62乙酰化,Sirt1抑制GCN5介导的p62 K295乙酰化。Sirt1与p62在肝癌组织中高表达且正相关,肝癌细胞中敲低Sirt1表达后p62表达下降,细胞增殖明显受抑。敲低Sirt1表达上调p62乙酰化水平,增加其与E3泛素连接酶Keap1的结合,促进p62多聚泛素化降解。DEN诱导的小鼠肝癌模型中,肝细胞特异性Sirt1敲除明显减缓小鼠肝癌的发生发展,而同时过表达p62则能逆转。结论:肝癌中高表达的Sirt1去乙酰化p62 K295,通过抑制其与E3连接酶Keap1的结合来阻滞p62的多聚泛素化依赖性降解,上调p62的蛋白表达,从而促进肝癌的发生发展。我们的研究提示,靶向Sirt1-p62轴可能成为治疗肝癌的一个新的策略。
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