西南大學崔紅娟團隊發(fā)現促進胃癌增殖新機制
近日，西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室、醫(yī)學研究院崔紅娟教授團隊在國際生物學期刊《Cell Death ＆Disease》上發(fā)表一篇研究論文，向我們揭示了RBR E3泛素連接酶ARIH2是如何通過泛素化降解p21來調控胃癌細胞增殖能力的機制。
研究概述
目前，早期GC患者是可以通過手術治愈的，但是晚期GC患者就需要根據GC的病理類型和臨床階段進行綜合治療，包括手術治療、放療、化療和生物靶向治療等治療方式。由于對GC分子機制認識不足，我們面臨著對抗GC的關鍵挑戰(zhàn)，迫切需要進一步探索GC的深層發(fā)病機制，以提高GC患者的生存率。
研究人員通過在線數據庫分析，發(fā)現ARIH2在胃癌中的高表達，將其作為研究對象，通過慢病毒感染技術敲低ARIH2的表達后進行細胞增殖能力檢測實驗，發(fā)現胃癌細胞增殖能力受到顯著抑制，腫瘤的生長速率也被減緩，證明ARIH2在胃癌中行使促癌的作用。
機制上，該研究通過免疫共沉淀和體外泛素化等實驗，揭示了ARIH2與p21的蛋白結合關系，并鑒定ARIH2是p21的一個E3泛素連接酶；通過泛素化相關實驗以及雙干涉實驗，證明了ARIH2通過泛素化作用降低p21的穩(wěn)定性，從而研究胃癌細胞的增殖能力。基于以上研究成果，研究者構建了突變載體，發(fā)現關鍵賴氨酸位點的突變顯著降低p21的泛素化水平。除此之外，研究人員還初步探索了ARIH2對胃癌細胞DNA損傷及化療敏感性的調節(jié)，發(fā)現敲低ARIH2的表達后聯(lián)合五氟尿嘧啶化療藥物處理可以進一步強化五氟尿嘧啶對胃癌的治療作用。該研究不僅豐富了胃癌的發(fā)病機理與分子機制，還提出了RBR型E3泛素連接酶針對胃癌治療靶點的可能性，為患者預后的預測和治療增敏。
ARIH2與p21
ARIH2屬于RBR E3連接酶的Ariadne亞家族連接酶。目前，ARIH2在許多惡性癌癥中的調節(jié)作用已被研究。有證據表明，ARIH2在急性髓系白血病、人非小細胞肺癌和其他癌癥的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。ARIH2作為一種在免疫反應、炎癥性疾病和骨骼肌發(fā)育中起重要作用的調節(jié)因子，近年來引起了廣泛的研究關注。然而，目前還沒有關于ARIH2在GC中的調控機制和生物學功能的研究。
p21 （CDKN1A，也稱為 p21WAF1/CIP1），由CDKN1A基因編碼，是CIP / KIP家族的成員。該分子參與細胞周期停滯，DNA復制和修復，細胞增殖和分化，衰老和凋亡，并與腫瘤發(fā)展密切相關。p21不僅可以發(fā)揮抗癌作用，還可以發(fā)揮致癌作用，這取決于細胞類型、細胞背景、亞細胞定位和翻譯后修飾。已知的與p21泛素化相關的E3連接酶包括RNF126、SKP2和UHRF2，它們在人類惡性腫瘤中發(fā)揮著至關重要的作用。據報道，p21可抑制宮頸癌、胰腺癌、膀胱癌、膽囊癌和其他癌癥。因此，有必要嚴格監(jiān)測p21的表達。
我們發(fā)現ARIH2的高表達與胃癌患者預后不良相關，ARIH2可以顯著促進胃癌細胞的增殖。進一步研究發(fā)現，ARIH2與p21相互作用，誘導p21泛素化，泛素的K48殘基和p21的K161殘基在ARIH2介導的p21泛素化中起關鍵作用。我們通過體外泛素化實驗鑒定出ARIH2是p21的E3連接酶。
研究意義
科學研究表明，ARIH2促進了GC細胞的增殖。初步證實了p21與ARIH2之間的直接蛋白相互作用，并鑒定出ARIH2介導的p21泛素化中p21和泛素的關鍵氨基酸殘基。該研究不僅豐富了胃癌的發(fā)病機理與分子機制，還提出了RBR型E3泛素連接酶針對胃癌治療靶點的可能性，即對于GC發(fā)病機制的鑒定和GC治療靶點的確定提供了相關見解。
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