新規RING型E3によるSkp2プロテオスタシス制御の破綻と発がん機構の解明

新型RING型E3破坏Skp2蛋白质稳态控制并阐明致癌机制

• 批准号: 22K07174
• 负责人: 清水 康平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07174/
• 关键词: ユビキチン; プロテアソーム; プロテオスタシス; がん; Skp2

Skp2は複合体型のユビキチンリガーゼ(E3)の中で最大のファミリーを形成するSCF複合体の基質認識サブユニットの一つであるが、その主要な生理機能として、p27やp21に代表される細胞周期抑制因子をユビキチン-プロテアソーム系(UPS)にて分解することにより、正常細胞では適切な細胞周期の進行を担っていることが挙げられる。多くの悪性腫瘍ではSkp2の過剰発現が認められ、無秩序な細胞増殖を促進するがん化の重大な原因の一つと考えられている。また、Skp2は細胞周期抑制因子の他、アポトーシス誘導タンパク質群の転写因子や細胞間接着分子を基質に持ち、これらの過剰な分解を介して化学療法抵抗性や転移など、がんの悪性化にも深く関与している。本年度は、Skp2の新規結合タンパク質として同定したE3について、がん抑制因子としての可能性を検討した。まず、ゲノム編集技術により当該E3を欠失させたメラノーマや乳がん、骨肉腫細胞株を作製し、それらの細胞内ではSkp2が蓄積してSkp2基質が減少することを確認した。これまでにHEK293T細胞を用いた過剰発現解析により、当該E3はSkp2のUPS依存的分解を誘導することを見出していたが、種々のがん細胞においても同様のプロテオスタシス制御系が機能していることが強く示唆された。また、いくつかのがんで当該E3の酵素活性を消失させ得る変異が同定されていたことから、同変異体を作製し、Skp2に対する分解誘導能の検討を行った。その結果、変異体はSkp2を全くユビキチン化できず、分解誘導能が欠失していることが明らかとなった。さらに、当該E3の野生型及びE3活性欠失変異体を再構成したがん細胞株を作製し、がん抑制因子としての機能を比較検討したところ、野生型E3は細胞増殖を抑制し、遺伝毒性感受性を上昇させることが確認できた。

SKP2是SCF复合物的底物识别亚基之一，它构成了最大的复杂泛素连接酶（E3）家族，其主要生理功能是，它通过使用ubiquitin-Prototeasemome（Upss）（UPSS）等诸如P27和P21（例如P27和P21）来降低细胞周期抑制剂的正常细胞中适当的细胞周期进展。在许多恶性肿瘤中观察到SKP2的过表达，被认为是促进无序细胞增殖的癌症的主要原因之一。除细胞周期抑制子外，SKP2还具有诱导细胞凋亡的蛋白质组的转录因子和细胞 - 细胞粘附分子，并且深深地参与了癌症的恶性转化，例如通过过度降解通过化学疗法耐药性和转移。今年，E3被确定为SKP2的新型结合蛋白，被检查为癌症抑制剂。首先，使用基因组编辑技术来产生黑色素瘤，乳腺癌和骨肉瘤细胞系，这些细胞已被删除了E3，并证实了SKP2在这些细胞内的积累，从而导致SKP2底物的降低。以前，使用HEK293T细胞的过表达分析表明，E3诱导了SKP2的UP依赖性降解，但强烈建议在各种癌细胞中相似的蛋白质调节系统在起作用。此外，在某些癌症中已经鉴定出可以消除E3酶活性的突变，因此产生了相同的突变体，并研究了诱导SKP2分解的能力。结果，有人发现该突变体根本无法泛素化SKP2，并且其诱导降解的能力被删除了。此外，还产生了癌细胞系，其中重组了E3的野生型和E3活性缺失突变体，并比较了作为癌症抑制剂的功能并检查了其功能，并证实了野生型E3抑制细胞的增殖并增加了遗传毒性敏感性。