TNFAIP8与LATS1相互作用抑制Hippo通路而促进肺癌细胞的增殖与侵袭

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目的:肺癌作为世界上导致死亡的主要恶性肿瘤之一,严重威胁着人类的健康,近年来,随着工业的发展和大气环境的污染导致肺癌的发病率和死亡率有所上升。由于早期肺癌症状的不典型性和隐蔽性,往往导致患者在发现肺癌时错过了最佳治疗时机。而在肿瘤发生发展的早期,一些肿瘤相关分子已经发生变化,因此能否发现肺癌的特异性分子及其相关的作用机制对于肺癌的早期诊断以及争夺治疗时机和治疗方面都有着重要的意义。TNFAIP8作为一个致癌基因首先发现在人头颈部鳞状细胞癌的细胞系中,其含有一个死亡效应结构域(DED),与FHP蛋白相似,能够竞争性抑制caspase8与诱导死亡信号复合物(DISC)结合从而抑制细胞的凋亡,参与肿瘤的形成。已经发现TNFAIP8在前列腺癌,食道癌,卵巢癌,子宫内膜癌,结直肠癌等许多人类肿瘤中发挥作用,我们也曾报道过,TNFAIP8在肺癌中过表达并且具有促进肺癌细胞增殖和侵袭的作用,然而TNFAIP8的作用机制尚不十分清楚。Hippo通路是近年来发现的一条影响组织生长与发育的通路,后来发现该通路在许多实体肿瘤中存在着失调,已有报道Hippo通路的异常与肺癌的复发和转移密切相关。尽管近年来研究者们对于Hippo通路的作用机制进行了深入的研究,然而有关调控该通路的相关分子和作用机制还远没有被揭示。我们在实验中发现改变TNFAIP8的表达可以影响Hippo通路的靶基因CTGF的表达水平,这提示了TNFAIP8的作用发挥可能与Hippo通路有关。因此,本研究的目的就是探索TNFAIP8促进肺癌细胞增殖与侵袭的相关机制,同时揭示TNFAIP8调节Hippo通路的潜在分子机制。  研究方法:采用蛋白免疫印迹(Western Blot)的方法对TNFAIP8蛋白以及Hippo通路的关键分子YAP及其靶基因CTGF和上游核心激酶成分LATS1,MST1/2和MOB1以及上皮-间质转化(EMT)相关蛋白E-CA,N-CA,Vimentin,细胞周期相关蛋白cyclinD、CDK4、CDK6、P27,侵袭相关蛋白MMP7等进行相关蛋白定量的测定;采用转染和干扰技术以改变细胞系中TNFAIP8、YAP和LATS1的蛋白表达,并采用Westem Blot方法进行效率的验证;采用qRT-PCR的方法检测CTGF的mRNA水平;核浆分离实验和免疫荧光实验检测TNFAIP8蛋白对YAP蛋白核定位的变化以及TNFAIP8蛋白与LATS1蛋白的共定位情况;免疫共沉淀实验检测了TNFAIP8蛋白与LATS1蛋白之间的相互作用;采用双荧光素酶报告基因检测系统检测TNFAIP8对Hippo通路活性影响的变化;集落形成实验和基质胶侵袭实验分别检测细胞增殖能力和侵袭能力的变化;采用SPSS16.0统计分析软件对实验数据进行t检验分析,P<0.05为差异有统计学意义。  结果:1.TNFAIP8抑制Hippo通路的活性。我们首先检测了TNFAIP8蛋白在正常支气管上皮细胞(HBE)及4种肺癌细胞系(H1299 H446,A549,H460)中的基础表达,并选取了相对低表达TNFAIP8的H460细胞系转染了TNFAIP8表达质粒,而在高表达TNFAIP8的H1299细胞中采用SiRNA干扰其内源性TNFAIP8的表达。荧光素酶报告基因显示在H460细胞中转染TNFAIP8的表达质粒能够显著增加TEAD的转录活性,上调Hippo通路中关键分子YAP的负向靶基因CTGF的蛋白水平和mRNA水平(Hippo通路活性被抑制),而在H1299细胞中干扰TNFAIP8的表达后,Hippo通路活性呈现相反的改变(增加),CTGF的蛋白和mRNA表达水平均下调,提示TNFAIP8参与着Hippo通路活性的调节。2.TNFAIP8抑制Hippo通路的活性依赖于YAP及其入核。为了探索TNFAIP8影响Hippo通路活性的可能机制,我们在H460细胞中转染TNFAIP8质粒后,发现YAP的蛋白总量增加而磷酸化水平下降,核浆分离实验和免疫荧光实验均显示YAP在细胞核中的分布增加,而在H1299细胞中干扰TNFAIP8蛋白表达后,上述结果却相反。此外,在干扰掉内源性YAP的表达后,TNFAIP8对cyclinD1,CDK6,P27,MMP7及CTGF的影响均消失,对Hippo通路活性的影响也消失,上述结果表明TNFAIP8发挥抑制Hippo通路活性的作用依赖于YAP的存在和入核。3.LATS1是TNFAIP8抑制Hippo通路活性的靶分子。为了进一步探究TNFAIP8调节YAP的分子机制,我们检测了Hippo通路中上游核心激酶LATS1,MST1/2和MOB1蛋白磷酸化水平的变化,Western Blot结果显示在H460细胞中过表达TNFAIP8后,能够下调LATS1的磷酸化水平,然而在H1299细胞中干扰TNFAIP8后,LATS1的磷酸化水平增加,而LATS1的蛋白总量及MST1/2、MOB1的磷酸化水平均没有发生明显的变化。此外,在干扰LATS1的基础上,转染或干扰TNFAIP8,其对细胞周期相关蛋白、MMP7及YAP和CTGF的影响均被减弱。免疫荧光实验显示TNFAIP8与LATS1存在着共定位,免疫共沉淀技术检测发现:TNFAIP8与LATS1能够相互作用。上述结果表明,TNFAIP8是通过与LATS1相互作用,下调LATS1的磷酸化水平,进而对YAP的磷酸化水平、蛋白水平及其入核进行调节,提示LATS1是TNFAIP8参与调节Hippo通路活性的作用靶点。4.中断Hippo通路能够解除TNFAIP8促进肺癌细胞的增殖与侵袭。为了证实TNFAIP8促进肺癌细胞的增殖和侵袭是通过Hippo通路来实现的,我们在H460细胞中分别干扰Hippo通路的核心激酶LATS1和关键分子YAP的表达,结果发现TNFAIP8促进肺癌细胞增殖和侵袭的作用均消失。证实了TNFAIP8在肺癌中发挥其作用依赖于对Hippo通路的调节。  结论:1.TNFAIP8促进肺癌细胞的增殖与侵袭机制涉及Hippo通路活性的变化。2.在肺癌中,TNFAIP8与LATS1相互作用进而抑制LATS1的磷酸化,从而参与对Hippo通路活性的调节。3.TNFAIP8可能成为肺癌早期诊断与治疗的一个候选靶点。
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