ATXN3L通過去泛素化KLF5促進(jìn)乳腺癌增殖.pdf

1、Krüppel樣因子（Krüppel-like factors，KLFs)是與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子家族，人KLF5（Human Krüppel-like factor5）是KLF家族的一個(gè)重要成員，定位于染色體13q21，編碼一個(gè)457個(gè)氨基酸的大約55 KDa的蛋白。在正常組織，KLF5廣泛控制許多重要的細(xì)胞過程，包括增殖、分化、運(yùn)動、炎癥和多能性。在腫瘤相關(guān)進(jìn)程中，KLF5調(diào)控大量基因的表達(dá)，而且能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖，細(xì)胞周期，生存

2、，血管新生以及干細(xì)胞自我更新，在細(xì)胞的多種病理進(jìn)程中起重要作用。研究結(jié)果顯示KLF5在高級別腫瘤、ERα陰性、未分化的乳腺癌中高表達(dá)。KLF5在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展過程中作為癌基因發(fā)揮作用。
　　KLF5蛋白已知經(jīng)歷各種翻譯后修飾如磷酸化，乙?；?，泛素化、類泛素化。泛素蛋白酶體途徑（ubiquitin proteasome pathway，UPP）是蛋白質(zhì)功能重要的調(diào)節(jié)者，泛素化所導(dǎo)致的蛋白降解與去泛素化修飾的動態(tài)平衡在KLF5蛋白

3、水平的精細(xì)調(diào)節(jié)中具有重要地位。大多數(shù)重要的轉(zhuǎn)錄因子如p53、c-Myc和β-catenin等都受到泛素化/去泛素化調(diào)節(jié)，KLF5也不例外。陳策實(shí)課題組最早發(fā)現(xiàn)KLF5受到泛素化調(diào)節(jié)后通過蛋白酶體降解，然后進(jìn)一步找到了控制KLF5降解的蛋白結(jié)構(gòu)域并且找到了2個(gè)控制KLF5降解的關(guān)鍵酶－E3泛素連接酶WWP1和SCFFbw7。蛋白泛素化調(diào)節(jié)是一個(gè)可逆的過程，細(xì)胞內(nèi)同時(shí)還存在一些特異的去泛素化蛋白酶，對細(xì)胞內(nèi)環(huán)境自穩(wěn)態(tài)的維持、蛋白的降解或穩(wěn)定

4、以及細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié)。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的能夠促進(jìn)KLF5泛素化的E3連接酶共有3個(gè)分子：WWP1、SCFFbw7和SMURF2。而能夠特異性去除KLF5蛋白的多聚泛素化修飾、維持KLF5蛋白穩(wěn)定性的DUB分子還有待于進(jìn)一步的發(fā)掘與研究，能否通過抑制KLF5途徑來治療乳腺癌還需要進(jìn)一步的探索。本研究針對這個(gè)問題，鑒定了對KLF5蛋白水平具有正向調(diào)節(jié)作用的去泛素化酶，研究其在維持KLF5蛋白穩(wěn)定性中所發(fā)揮的作用以及產(chǎn)生上述效

5、應(yīng)的分子機(jī)制以及對乳腺癌細(xì)胞功能的影響。
　　本課題具體研究結(jié)果如下：1.發(fā)現(xiàn)MJD家族(Machado-Joseph disease related enzymes)中的成員ATXN3L在敲低的情況下可以特異性下調(diào)KLF5蛋白水平及上調(diào)KLF5抑制的下游靶分子p21、p27的表達(dá)水平，在部分細(xì)胞系過表達(dá)ATXN3L能夠引起KLF5水平上調(diào)。表明ATXN3L是能夠調(diào)節(jié)KLF5穩(wěn)定性的去泛素化酶。2.ATXN3L能夠直接與KLF5發(fā)

6、生相互作用，ATXN3L的N端、C端以及KLF5的N端、C端均介導(dǎo)了ATXN3L與KLF5的結(jié)合。3. ATXN3L能夠延長KLF5蛋白的半衰期，能夠增加KLF5的穩(wěn)定性。在加入了KLF5特異的E3泛素連接酶后ATXN3L同樣能夠去泛素化KLF5，因此ATXN3L對KLF5蛋白的穩(wěn)定性的調(diào)控是通過對KLF5的去泛素化來實(shí)現(xiàn)的。我們還發(fā)現(xiàn)ATXN3L的Josephin結(jié)構(gòu)域是介導(dǎo)ATXN3L與KLF5相互作用的重要區(qū)域，缺失Josephi

7、n結(jié)構(gòu)域的ATXN3L不具有去泛素化KLF5的活性，即ATXN3L的酶活性中心也存在于這一結(jié)構(gòu)域。4.在三陰性乳腺癌細(xì)胞系HCC1806和SUM1315細(xì)胞中，敲低ATXN3L均可抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖，ATXN3L可能發(fā)揮癌蛋白的功能。而細(xì)胞增殖速度加快是腫瘤細(xì)胞的重要特征，本實(shí)驗(yàn)證明了ATXN3L對乳腺癌細(xì)胞增殖能力的正向調(diào)控能力。
　　本課題首次鑒定了ATXN3L是具有穩(wěn)定KLF5蛋白的去泛素化酶，亦發(fā)現(xiàn)了ATXN3L去泛素化