泛素耦联酶UBE2C在肺癌发生发展中的作用及机制研究

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泛素蛋白酶体系统(ubiquitin proteasome system,UPS)对于真核细胞蛋白质质量控制起到重要的作用,泛素介导的蛋白质降解参与众多的细胞基本生理过程,如细胞周期调控、细胞分裂、细胞分化、DNA修复、转录调控等。泛素蛋白酶体系统的失调会导致一系列包括恶性肿瘤在内的疾病的产生。细胞分裂后期促进复合体(anaphase-promoting complex/cyclosome,APC/C)的特异性泛素耦联酶UBE2C在正常组织中表达量很低,而在多种癌症中表达量明显增加。目前尚未有UBE2C在Kras突变激活诱导的肺癌发生及发展中的作用的相关研究报道。本研究中,我们首先利用多个数据库分析了UBE2C在肺癌中的基因改变情况、UBE2C蛋白表达改变情况及其与患者总体生存率的关系。我们发现UBE2C在肺癌组织中高表达,并且高表达的UBE2C与患者的不良预后相关。然后,我们利用LSL-Kras G12D和Ube2c条件性敲除的肺癌小鼠模型,在Ad-Cre激活Kras G12D前提下研究Ube2c敲除对小鼠肺癌发生发展的影响。我们发现Ube2c敲除能够明显减轻Kras G12D激活所诱导的肺部增生和肿瘤形成,并延长小鼠存活时间。利用体外细胞培养模型,我们证明了在Kras突变的肺癌细胞中,敲降UBE2C能够显著抑制细胞增殖和存活,阻滞细胞于G2/M期,同时抑制AKT和ERK通路,诱导肺癌细胞发生凋亡。UBE2C敲降对于泛素连接酶APC/C底物的水平,如Cyclin B1、PLK和Securin没有明显影响,但是使m TOR通路抑制蛋白DEPTOR明显积累,4EBP1磷酸化程度降低,m TOR通路受到抑制。在肺癌细胞H358中同时敲降DEPTOR能够部分恢复由于UBE2C敲降所导致的生长抑制,说明DEPTOR积累是UBE2C敲降导致细胞生长抑制的原因之一。此外,我们还发现DEPTOR的蛋白水平随着细胞周期发生波动,敲降APC/C的共激活因子CDH1能明显延长DEPTOR的半衰期。因此,DEPTOR可能是APC/C的一个新底物。综上所述,我们利用小鼠肺癌模型证明,Ube2c是Kras突变诱导肺部肿瘤发生及发展的协同基因。体外细胞实验证明,UBE2C通过介导DEPTOR降解激活m TOR信号通路,是UBE2C促进肺癌细胞增殖和存活的部分原因。
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