Ras通过Calpain 2促进ING4降解在肿瘤发生中的调控及其作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81672723
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1802.肿瘤发生
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Cancer remains one of major health problems worldwide. Aberrant activation of Ras signaling is important to the development of many cancers. Loss of contact inhibition is one of fundamental features to distinguish tumor cells from normal cells. However, how Ras activation leads to the loss of contact inhibition remain largely unknown. In preliminary studies for this proposed work, we screened proteomic changes upon Ras-initiated malignant transformation and found tumor suppressor ING4 was significantly down-regulated. Transient transfection of ING4 inhibited the anchorage-independent growth of Ras-transformed cells, indicating the importance of ING4 to Ras-initiated transformation. Moreover, we found that Ras-induced ING4 down-regulation was most likely due to the stimulation of calpain 2-mediated degradation. Calpain 2 expression was increased in Ras-transformed cells and inhibition of calpain 2 could restore ING4 expression. Interestingly, calpain 2 expression was decreased accompanied with increased ING4 expression in non-transformed cells upon contact inhibition. The knock-down of RNA-binding protein KSRP significantly restored calpain 2 expression. Taken together, we hypothesized that oncogenic Ras stimulates calpain 2-mediated ING4 degradation to promote loss of contact inhibition. In this proposed work, we will try to prove this hypothesis by clarifying the function of ING4 in contact inhibition and the regulation of calpain 2-mediated ING4 degradation as well as Ras-promoted calpain 2 expression. By uncovering the relevance of Ras-KSRP-calpain 2-ING4 signaling to contact inhibition, we believe our study will be helpful to understand the molecular mechanism underlying cancer development and facilitate the development of novel strategies for the prevention and treatment of human cancers.
Ras在恶性转化过程中至关重要,而接触抑制的丢失是肿瘤细胞有别于正常细胞的基本特征之一,但Ras导致接触抑制丢失的机制尚未清楚。我们在预实验研究中通过蛋白组学筛选发现抑癌蛋白ING4在Ras转化细胞中表达下降;同时calpain 2 表达上升,抑制calpain 2则可恢复ING4表达;但在正常细胞发生接触抑制时,calpain 2 表达下降而ING4则上升,敲低RNA结合蛋白KSRP可恢复calpain 2表达,因此推测Ras可能通过抑制KSRP来上调calpain 2表达,以促进ING4发生降解,导致接触抑制丢失。为验证该假说,我们将在本项目中探索ING4在Ras诱导恶性转化中的作用,分析calpain 2对ING4的降解作用和Ras对calpain 2的表达调控,阐明Ras-KSRP-calpain 2-ING4通路在接触抑制和肿瘤发生中的作用,从而为恶性肿瘤的有效防治提供新的思路。

结项摘要

作为在人类肿瘤细胞中最早被鉴定发现的致癌基因之一,Ras在恶性转化过程中至关重要,而接触抑制的丢失是肿瘤细胞有别于正常细胞的基本特征之一,但Ras导致接触抑制丢失的机制尚未清楚。在本项目研究中,我们通过蛋白组学筛选发现抑癌蛋白ING4在Ras转化细胞中表达下降;同时CAPN2表达上升,抑制CAPN2表达则可恢复ING4表达;但在正常细胞发生接触抑制时,CAPN2表达下降而ING4则上升。胰腺癌是预后最差的恶性肿瘤之一。胰腺癌之中最常发生的分子事件是KRas的突变。Calpains是一类Ca 2+ 依赖的半胱氨酸蛋白酶,和多种肿瘤的发生发展关系密切,其中包括胰腺癌。但其与KRas之间的调控关系仍未明确。我们发现高表达的CAPN2和胰腺癌的差预后呈现正相关,并且CAPN2和KRas的表达呈现正相关关系。通过siRNA敲减CAPN2以及使用Calpain抑制剂PD150606发现抑制CAPN2可以抑制胰腺癌细胞增殖。在调控机制上,我们发现KRas延长了CAPN2的mRNA半衰期。N6-甲基腺嘌呤(M6A)是RNA之中最多的修饰,和肿瘤的发生以及RNA稳定性调控密切相关。通过M6A-Seq和RIP我们接着发现了CAPN2 mRNA存在M6A修饰。并且,我们发现M6A修饰关键酶METTL16可结合CAPN2的mRNA并并直接调控其M6A修饰,并且YTHDF3作为甲基识别蛋白结合CAPN2的mRNA并影响了CAPN2的mRNA的半衰期。敲减KRas可以影响METTL16和CAPN2 mRNA的结合,从而使其mRNA的M6A修饰下降。因此,我们认为活化后KRas通过METTL16介导的m6A来上调其表达,以促进ING4发生降解,导致接触抑制丢失,最终促进胰腺癌等Ras依赖性恶性肿瘤的发生发展。因此,本项目研究揭示了Ras促进肿瘤发生发展的新机制,从而为恶性肿瘤的有效防治提供了新的思路;同时,发现了Ras对RNA M6A修饰调控的新作用,拓展了新的研究方向。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synthetic lethality of glutaminolysis inhibition, autophagy inactivation and asparagine depletion in colon cancer.
结肠癌中谷氨酰胺分解抑制、自噬失活和天冬酰胺消耗的综合致死率
  • DOI:
    10.18632/oncotarget.16844
  • 发表时间:
    2017-06-27
  • 期刊:
    Oncotarget
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li J;Song P;Zhu L;Aziz N;Zhou Q;Zhang Y;Xu W;Feng L;Chen D;Wang X;Jin H
  • 通讯作者:
    Jin H
Metabolic enzyme PDK3 forms a positive feedback loop with transcription factor HSF1 to drive chemoresistance
代谢酶 PDK3 与转录因子 HSF1 形成正反馈环以驱动化疗耐药
  • DOI:
    10.7150/thno.31301
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Xu Jinye;Shi Qiqi;Xu Wenxia;Zhou Qiyin;Shi Rongkai;Ma Yanning;Chen Dingwei;Zhu Liyuan;Feng Lifeng;Cheng Alfred Sze-Lok;Morrison Helen;Wang Xian;Jin Hongchuan
  • 通讯作者:
    Jin Hongchuan
Competing Risk Analyses of Medullary Carcinoma of Breast in Comparison to Infiltrating Ductal Carcinoma
乳腺癌髓样癌与浸润性导管癌的竞争风险分析
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-57168-2
  • 发表时间:
    2020-01-17
  • 期刊:
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Dai, Dongjun;Shi, Rongkai;Wang, Xian
  • 通讯作者:
    Wang, Xian
Impaired autophagic degradation of lncRNA ARHGAP5-AS1 promotes chemoresistance in gastric cancer
lncRNA ARHGAP5-AS1 的自噬降解受损促进胃癌化疗耐药
  • DOI:
    10.1038/s41419-019-1585-2
  • 发表时间:
    2019-05-16
  • 期刊:
    CELL DEATH & DISEASE
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhu, Liyuan;Zhu, Yiran;Jin, Hongchuan
  • 通讯作者:
    Jin, Hongchuan

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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