丐班弟子分享 http://blog.sciencenet.cn/u/fatworm 从事脂类代谢与疾病研究!

博文

戏说美脂LipidTalk-23:TRIM25调控Keap1-Nrf2信号通路促进肝癌

已有 2922 次阅读 2020-2-22 16:56 |系统分类:科研笔记

李会琴,张林强


1. 文章来源介绍

2020117日,中国科学院深圳先进技术研究院的陈亮及其研究团队在NatureCommunications杂志上发表了题为“TRIM25 promotes the cellsurvival and growth of hepatocellular carcinoma through targeting Keap1-Nrf2 pathway”的文章,报道了TRIM25Tripartitemotif-containing-25)参与Keap1-Nrf2信号通路调控肝癌细胞的存活与生长。

 

2. 研究背景及科学问题

肝癌是世界范围内死亡率第二高的癌症[1],并且发病率呈上升趋势;然而,目前对其诊断与治疗仍无有效方法。肝脏能产生许多分泌蛋白,而内质网(Endoplasmicreticulum, ER)又是蛋白质合成的重要场所,所以肝癌发生时,肝癌细胞大量增值,ER功能较活跃,容易发生ER应激[2]ER应激时为维持ER稳态,内质网相关降解(Endoplasmicreticulum-associated degradation, ERAD)和非折叠蛋白反应(unfoldedprotein response, UPR)发挥重要的调控功能,从而保证细胞正常存活。TRIM家族N端含有RING结构域,可发挥E3泛素连接酶的作用,调控蛋白质稳态发挥重要作用[3]。本研究首先检测在ER应激时TRIM家族有无关键因子发挥作用?Keap1-Nrf2信号通路又是参与氧化应激的关键信号通路[4]。肝癌细胞系中检测发现TRIM25高表达时Keap1-Nrf2氧化应激信号中Keap1低表达、Nrf2高表达。因此,本研究主要探索TRIM25-Keap1-Nrf2在肝癌中是否发挥调控作用,又是如何发挥作用的?

 

3. 重要发现

1)TRIM25通过ERADUPR响应ER应激

结肠癌细胞系HCT116ER应激诱导药物衣霉素(Tunicamycin, TM)或者毒胡萝卜素(Thapsigargin,TG)处理后,经RT-PCR检测发现TRIM家族中TRIM2TRIM25TRIM48TRIM49表达上升,TRIM19TRIM31表达降低,其中TRIM25表达上升倍数最高。此外,在HCT116Huh7细胞中验证发现ER应激诱导药物处理后TRIM25蛋白质表达水平也上升。UPRERAD是调控ER稳态的关键反应。在HCT116Huh7细胞中干扰TRIM25或将TRIM25过表达后再用ER应激诱导药物处理,处理后检测UPR效应物及下游靶基因发现,TRIM25可能通过负向调控UPR响应ER应激。同时,还发现TRIM25通过控制ROS的量从而促进ERAD的活性,最终响应ER应激。

 

2)TRIM25通过调控Keap1-Nrf2信号通路来促进癌细胞存活

    为探究TRIM25具体通过什么信号通路响应ER应激,在TRIM25过表达体系中用TG处理后,经IP-MS检测发现Keap1TRIM25存在相互作用。并且在2种细胞系(HCT116Huh7)中用Co-IPGST-pulldown等验证了Keap1TRIM25的互作以及互作的具体活性位点。研究还发现TRIM25直接调控Keap1泛素化降解。有研究表明Keap1可抑制Nrf2的活性[5],故作者接下来探究ER应激时,TRIM25调控Keap1泛素化降解过程中Nrf2的表达情况。通过免疫荧光及RT-PCR检测发现,ER应激时TRIM25过表达可激活Nrf2转运入核从而调控下游靶基因抗氧化酶HO1NQO1的表达。同时还通过实验证明在ER应激时TRIM25促进癌细胞存活亦直接依赖于Nrf2

 

3)TRIM25负向调控肝癌

在体内研究中,作者先在在裸鼠中移植了Huh7细胞,结果发现将Huh7细胞中的TRIM25敲低后移植时,和移植野生型Huh7细胞的对照组相比,敲低组肿瘤移植体变小、裸鼠存活时间变长;在分子机制方面发现,敲低组肿瘤组织中Keap1的表达是升高的,而Nrf2的表达是降低的。另外,在90例肝癌患者临床样本中经免疫组化分析也发现类似的结果。这表明在肝癌症组织中,TRIM25的确通过调控Keap1-Nrf2信号通路促进肝癌的发展。最后,作者还检测发现TRIM25在肝癌、乳腺癌、低级别胶质瘤组织中高表达,并且在肝癌患者中TRIM25高表达时患者的生存率降低,这些数据更加证实了TRIM25的上调会促进癌细胞的生存。

 

4. 对领域贡献

    本研究贡献以下两个方面,首先,作者发现TRIM25通过ERADUPR响应ER应激,而ER应激参与诸多疾病的发生,包括癌症,故TRIM25可作为癌症关键因子进行深入研究;其次,TRIM25通过翻译后修饰调控Keap1-Nrf2信号通路从而控制肝癌细胞的存活与生长,因此可基于此开展肝癌的诊断方法及治疗方案研究。

 

5. 存在问题及分析

虽然本文报道了TRIM25促进肝癌细胞存活生长的分子机制,但有些问题依然未得到解决。例如,UPR一般通过PERK-p-eIF2α响应Keap1-Nrf2信号,但是本研究中发现ER应激时TRIM25调控的PERKUPR关键因子)-p-eIF2α活性弱,而TRIM25调控的IRE1UPR关键因子)-p-JNK活性较强,这是十分有趣的现象,值得后续深入研究。另外,尽管本文关注的是肝癌,但是文中也提到了在乳腺癌、低级别胶质瘤组织中TRIM25也是高表达的,这种高表达是否是影响这些肿瘤发展以及患者生存率的主要因素?其机制是否与肝癌中的相似?这些问题也值得去探索。

 

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-14190-2 

 

参考文献:

1. Torre, L.A.,et al., Global cancer statistics, 2012.CA Cancer J Clin, 2015. 65(2): 87-108.

2. Ozcan, L. and I. Tabas, Role of endoplasmic reticulum stress in metabolic disease and otherdisorders. Annu Rev Med, 2012. 63:317-28.

3. Hatakeyama, S., TRIM proteins and cancer. Nat Rev Cancer, 2011. 11(11): 792-804.

4. Vriend, J. and R.J. Reiter, The Keap1-Nrf2-antioxidant response elementpathway: a review of its regulation by melatonin and the proteasome. MolCell Endocrinol, 2015. 401: 213-20.

5. Itoh, K., J. Mimura, and M. Yamamoto, Discovery of the negative regulator of Nrf2,Keap1: a historical overview. Antioxid Redox Signal, 2010. 13(11): 1665-78.



“戏说美脂LipidTalk”

实验室成员写的科普文章或文献解读。

戏说美脂,聚焦脂类代谢及相关疾病,科普传播,提高自我





http://blog.sciencenet.cn/blog-104614-1219827.html

上一篇:戏说美脂LipidTalk-22:饥饿下过氧化物酶体与脂滴时空特异互作调控脂类分解
下一篇:戏说美脂LipidTalk-21:抑制TGF-β2-LD有望减缓酸中毒诱导的癌细胞浸润和扩散

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-10-26 11:21

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部