MACC1调控非小细胞肺癌细胞凋亡机制的研究

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诱导肿瘤细胞凋亡是肿瘤治疗的重要策略之一,对肿瘤细胞凋亡调控机制的研究可以为寻找肿瘤化疗、靶向治疗靶点提供理论依据。MACC1(MET transcriptional regulator MACC1)是一种在多种肿瘤中高表达的癌基因,MACC]通过在转录水平激活间质表皮转化因子(Mesenchymal to epithelial transition factor,MET)信号通路从而促进肿瘤细胞增殖、转移、抑制细胞凋亡等功能。MACC1的C端存在两个死亡结构域(death domain,DD),提示MACC1可能与其它具有DD结构域的凋亡相关蛋白直接相互作用而参与凋亡调控,目前相关机制尚无报道。本论文利用生物信息学、分子生物学和细胞生物学等方法,研究了 MACC1通过与具有死亡效应因子结构域(Death Effector Domain,DED)或DD结构域的凋亡抑制蛋白CFLARL及死亡受体TNFRSF10B相互作用抑制凋亡的分子机制。基因富集分析(Gene Set EnRichment Analysis,GSEA)结果表明 MACC1抑制凋亡,且MACC1高表达时可以激活非小细胞肺癌信号通路,所以我们在非小细胞肺癌细胞中研究MACC1。分析Oncomine和The Human Protein Atlas数据库,发现肺癌组织中MACC1和CFLARL的mRNA水平和蛋白水平均高于正常肺组织。而Kaplan-Meier Plotter数据库显示,高表达MACC1和CFLARL的患者,其生存率均有所降低。GEO数据库相关数据统计分析表明MACC1、CFLARL二者之间存在正相关性。在非小细胞肺癌细胞(Non-small cell lung cancer,NSCLC)A549中稳定过表达MACC可以降低盐酸阿霉素(Doxorubicin,DOX)诱导的凋亡,而在A549中稳定敲低MACC1则可以促进DOX诱导的凋亡。证明MACC1可以抑制化疗药物DOX诱导的细胞凋亡。CFLARL是细胞凋亡死亡受体途径中的抑制蛋白,通过DED结构域与FADD结合,抑制CASP8酶原活化。DOX处理可降低NSCLC细胞MACC1、CFLARL的蛋白水平,并具有时间和剂量依赖性。在NSCLC细胞系中过表达MACC1,CFLARL蛋白水平升高,而敲低MACC1使CFLARL蛋白水平降低。在A549细胞中过表达MACC1-FLAG并用放线菌酮(Cycloheximide,CHX)抑制蛋白质翻译,WB结果显示MACC1可提高CFLARL蛋白稳定性。USP40被报道是CFLARL的去泛素化酶,我们猜测MACC1可能通过调控USP40来调控CFLARL。在H1792中过表达MACC1可上调CFLARL的去泛素化酶USP40,同时用CHX处理,发现 MACC1 可提高 USP40 蛋白稳定性。免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,Co-IP)实验结果表明 MACC1 和 USP40、CFLARL存在两两相互作用,免疫荧光染色显示MACC1分别与后两者在细胞中共定位。通过以上数据,提出如下假说:MACC1通过增强USP40蛋白稳定性进而降低CFLARL的泛素化水平从而增强CFLARL的蛋白水平进而抑制凋亡。死亡受体TNFRSF10B通过与配体肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TNF-Related Apoptosis-inducing Ligand,TRAIL)结合或自身激活后以三聚化的形式激活下游信号通路,从而促进凋亡。Co-IP实验表明,MACC1与死亡受体TNFRSF10B存在相互作用,MACC1可降低后者蛋白稳定性,MACC1过表达使TNFRSF10B和FADD的结合减少,可能抑制凋亡诱导信号复合物(Death-inducing signaling complex,DISC)的形成进而抑制凋亡。综上所述,MACC1可能通过两个途径抑制肺癌细胞凋亡:增加去泛素化酶USP40蛋白稳定,进而稳定凋亡抑制蛋白CFLARL;降低死亡受体TNFRSF10B蛋白稳定性,减少FADD的招募和DISC形成。
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