Snail乙酰化/磷酸化修饰在肿瘤中的功能机制研究

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肿瘤的转移和复发是导致肿瘤病人死亡的主要原因。Snail作为调节表皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的重要转录因子,与肿瘤的生长、转移侵袭及复发都密切相关。Snail可通过启动EMT上调间充质标志基因促进肿瘤迁移,同时EMT还能促进肿瘤干细胞的产生和维持,而肿瘤干细胞具有化疗耐受、起始新的肿瘤形成远端转移灶的能力。虽然转录水平诱导Snail就能启动EMT进程,但Snail的翻译后修饰对其蛋白稳定性、亚细胞定位以及诱导EMT的能力也至关重要。我们的研究主要从乙酰化修饰和磷酸化修饰两方面探讨这些翻译后修饰对Snail启动EMT以及促进肿瘤进程能力的影响。  我们发现乙酰转移酶CBP能乙酰化Snail,其主要的乙酰化位点是赖氨酸K9位。赖氨酸K9位的乙酰化减弱Snail对CDH1启动子区域的转录抑制活性。进一步研究发现赖氨酸K9位的乙酰化不影响其亚细胞定位,但会降低其与靶基因DNA的结合能力。Snail的模拟乙酰化修饰突变体K9A使EMT形态变化减少,同时肿瘤的迁移能力也有所降低。这些研究揭示了Snail新的乙酰化修饰对肿瘤发生发展的影响。  IKK相关激酶IKKi与乳腺癌的发生发展密切相关,已有的研究表明其主要是通过激活NF-KB信号通路发挥作用,但也存在一些不完全依赖NF-KB的功能,如化疗耐受。这提示IKKi也能通过其他的信号通路参与肿瘤的发生发展。我们的研究发现IKKi能磷酸化Snail,丝氨酸S92位是其中一个重要位点。IKKi磷酸化Snail可增强其蛋白表达和转录抑制活性。通过表达芯片分析,我们发现敲低IKKi能显著上调Snail的靶基因果糖-1,6-二磷酸酶(fructose-1,6-bisphosphatase1,FBP1)。FBP1是糖异生途径的关键限速酶,Snail可通过抑制FBP1表达来上调糖酵解、降低氧气消耗和ROS,进而增强肿瘤细胞的干性和成瘤能力。进一步研究发现敲低IKKi降低乳酸产生及氨基酸的合成,减少CD44highCD24low干细胞群的比例,减慢肿瘤细胞的生长。这些工作提示IKKi能通过新的Snail-FBP1途径影响肿瘤的进程。  综上所述,我们发现了Snail新的乙酰化和磷酸化修饰位点,并揭示了它们影响肿瘤发生发展的分子机制,为肿瘤的治疗提供了新的思考方向。
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