廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院蔣麗麗/楊建安團(tuán)隊揭示PI16在抑制膀胱癌轉(zhuǎn)移中的重要作用
2023年7月31日，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院蔣麗麗、楊建安研究團(tuán)隊在Cellular & Molecular Biology Letters，IF 8.3上在線發(fā)表了題為“Peptidase inhibitor (PI16) impairs bladder cancer metastasis by inhibiting NF-κB activation via disrupting multiple-site ubiquitination of NEMO”的文章。研究表明，PI16通過抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移在BLCA中發(fā)揮腫瘤抑制作用，PI16可能作為轉(zhuǎn)移性BLCA的潛在生物標(biāo)志物。
膀胱癌(BLCA)是發(fā)生在膀胱粘膜上皮的常見惡性腫瘤，由于疾病的侵襲性進(jìn)展和早期轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致BLCA患者預(yù)后較差。因此，迫切需要確定負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)移性BLCA的關(guān)鍵分子機(jī)制，以提高早期診斷和治療。肽酶抑制劑16 (PI16)是一種富含半胱氨酸的蛋白，廣泛表達(dá)于人體組織中。研究表明，PI16參與細(xì)胞外基質(zhì)調(diào)控，是一種腫瘤抑制基因，可作為前列腺癌新的獨立預(yù)后標(biāo)志物。然而，PI16在BLCA進(jìn)展中的作用尚需探究。
1、PI16在體內(nèi)外抑制BLCA的致瘤性和轉(zhuǎn)移進(jìn)展
研究發(fā)現(xiàn)BLCA中PI16的下調(diào)與患者預(yù)后不良相關(guān)，為進(jìn)一步證實PI16的生物學(xué)作用，作者使用了小鼠體內(nèi)模型。IVIS成像顯示，PI16過表達(dá)抑制腫瘤生長，而PI16敲低促進(jìn)腫瘤生長；過表達(dá)PI16的腫瘤生長速度較慢，體積更小/更輕，PI16敲除的腫瘤更大/更重,且具有高度侵襲性。在轉(zhuǎn)移模型中，注射過表達(dá)PI16細(xì)胞的小鼠很少發(fā)生肺轉(zhuǎn)移，而注射了敲低PI16細(xì)胞的小鼠有更多的轉(zhuǎn)移，提示PI16在體內(nèi)抑制BLCA的侵襲和轉(zhuǎn)移。在體外，作者建立了穩(wěn)定的PI16過表達(dá)或敲低的T24和5637細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)PI16抑制細(xì)胞活力和生長，而敲低PI16促進(jìn)細(xì)胞活力和生長，且增加侵襲性。此外，過表達(dá)PI16抑制了小管的形成，而敲低PI16促進(jìn)了HUVEC的遷移，表明PI16抑制BLCA在體外的遷移和侵襲。綜上，PI16在體內(nèi)和體外均能抑制BLCA細(xì)胞的致瘤性、血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移，PI16可能在BLCA中起腫瘤抑制作用。
圖1. PI16在體內(nèi)抑制BLCA轉(zhuǎn)移
2、PI16通過阻斷ANXA1依賴性NEMO泛素化抑制NF-κB信號傳導(dǎo)
作者研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)PI16可以抑制NF-κB信號傳導(dǎo)，而敲低PI16激活NF-κB信號傳導(dǎo)。共免疫沉淀(co-IP)和質(zhì)譜分析鑒定出ANXA1是與PI16相互作用的蛋白，ANXA1敲低可減弱PI16介導(dǎo)的NF-κB抑制，但ANXA1和NEMO蛋白水平不隨PI16的表達(dá)而改變。據(jù)報道，沉默ANXA1可以阻止NEMO與RIP1之間的相互作用，進(jìn)而抑制NF-κB的激活。作者研究發(fā)現(xiàn)PI16與NEMO相互作用，NEMO識別K63和M1連接的多泛素化，這對于激活NF-κB信號傳導(dǎo)至關(guān)重要。K63-Ub和M1-Ub隨著PI16過表達(dá)而減少，但隨著PI16敲低而增加，而ANXA1敲低挽救了這種減少。Co-IPs顯示過表達(dá)PI16降低NEMO K63-Ub和M1-Ub，ANXA1敲低補充NEMO K63-Ub和M1-Ub。此外，下調(diào)ANXA1可減輕PI16過表達(dá)導(dǎo)致的運動性和侵襲性降低。綜上，PI16通過依賴ANXA1的NEMO多位點泛素化抑制NF-κB信號傳導(dǎo)。
圖2. PI16通過阻斷ANXA1依賴性NEMO泛素化抑制NF-κB活性
3、PI16通過抑制LUBAC表達(dá)抑制NEMO泛素化和NF-κB活化
K63連接的泛素化招募線性泛素組裝復(fù)合物( LUBAC )，產(chǎn)生M1連接的泛素化。LUBAC結(jié)合NEMO，誘導(dǎo)IKK復(fù)合物改變并激活NF-κB信號激活。研究發(fā)現(xiàn)HOIP、HOIL-1和Sharpin隨著PI16過表達(dá)而降低，而隨著PI16敲低而升高，ANXA1的下調(diào)挽救了這種減少。LUBAC抑制劑HOIPIN-8以劑量依賴的方式降低PI16敲除引起的NF-κB活化，HOIPIN-8還能抑制PI16敲低引起的運動和侵襲，表明LUBAC介導(dǎo)了PI16抑制的NF-κB和運動和侵襲。綜上所述，PI16作為BLCA的抑制因子，通過ANXA1依賴性抑制NEMO K63和M1泛素化，抑制NF-κB，最終抑制侵襲和轉(zhuǎn)移。
圖3.PI16抑制NF-κB信號通路與BLCA轉(zhuǎn)移的模型圖
本研究發(fā)現(xiàn)PI16通過ANXA1依賴的NEMO泛素化抑制NF-κB的活性，在抑制BLCA腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。這些發(fā)現(xiàn)為轉(zhuǎn)移性BLCA的分子機(jī)制提供了有價值的見解，并提示PI16可能是一個有前途的診斷和治療靶點，進(jìn)一步研究PI16在BLCA中的作用將有助于開發(fā)新的治療策略。
