導(dǎo)讀：胃癌（GC）是全球最普遍的疾病之一，因其反復(fù)發(fā)作，耐藥性強(qiáng)，對周圍正常組織和血管形成的高度侵襲等特點(diǎn)，對現(xiàn)代人類的健康造成嚴(yán)重威脅，且日益年輕化。除此之外，由于人們飲食習(xí)慣的多樣化和工作壓力的加大以及早期胃癌沒有特殊癥狀，患者一旦確診通常處于晚期。所以，探究胃癌的發(fā)病機(jī)制及分子機(jī)理，以尋找出針對性的臨床策略和治療靶點(diǎn)是我們的首要目標(biāo)。

近日，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)學(xué)研究院崔紅娟教授團(tuán)隊在國際生物學(xué)期刊《Cell Death ＆Disease》上發(fā)表一篇研究論文，向我們揭示了RBR E3泛素連接酶ARIH2是如何通過泛素化降解p21來調(diào)控胃癌細(xì)胞增殖能力的機(jī)制。

https://www.nature.com/articles/s41419-022-04965-9

研究概述

01

目前，早期GC患者是可以通過手術(shù)治愈的，但是晚期GC患者就需要根據(jù)GC的病理類型和臨床階段進(jìn)行綜合治療，包括手術(shù)治療、放療、化療和生物靶向治療等治療方式。由于對GC分子機(jī)制認(rèn)識不足，我們面臨著對抗GC的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，迫切需要進(jìn)一步探索GC的深層發(fā)病機(jī)制，以提高GC患者的生存率。

研究人員通過在線數(shù)據(jù)庫分析，發(fā)現(xiàn)ARIH2在胃癌中的高表達(dá)，將其作為研究對象，通過慢病毒感染技術(shù)敲低ARIH2的表達(dá)后進(jìn)行細(xì)胞增殖能力檢測實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)胃癌細(xì)胞增殖能力受到顯著抑制，腫瘤的生長速率也被減緩，證明ARIH2在胃癌中行使促癌的作用。

機(jī)制上，該研究通過免疫共沉淀和體外泛素化等實(shí)驗(yàn)，揭示了ARIH2與p21的蛋白結(jié)合關(guān)系，并鑒定ARIH2是p21的一個E3泛素連接酶；通過泛素化相關(guān)實(shí)驗(yàn)以及雙干涉實(shí)驗(yàn)，證明了ARIH2通過泛素化作用降低p21的穩(wěn)定性，從而研究胃癌細(xì)胞的增殖能力?；谝陨涎芯砍晒?，研究者構(gòu)建了突變載體，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵賴氨酸位點(diǎn)的突變顯著降低p21的泛素化水平。除此之外，研究人員還初步探索了ARIH2對胃癌細(xì)胞DNA損傷及化療敏感性的調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)敲低ARIH2的表達(dá)后聯(lián)合五氟尿嘧啶化療藥物處理可以進(jìn)一步強(qiáng)化五氟尿嘧啶對胃癌的治療作用。該研究不僅豐富了胃癌的發(fā)病機(jī)理與分子機(jī)制，還提出了RBR型E3泛素連接酶針對胃癌治療靶點(diǎn)的可能性，為患者預(yù)后的預(yù)測和治療增敏。

ARIH2與p21

02

ARIH2屬于RBR E3連接酶的Ariadne亞家族連接酶。目前，ARIH2在許多惡性癌癥中的調(diào)節(jié)作用已被研究。有證據(jù)表明，ARIH2在急性髓系白血病、人非小細(xì)胞肺癌和其他癌癥的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。ARIH2作為一種在免疫反應(yīng)、炎癥性疾病和骨骼肌發(fā)育中起重要作用的調(diào)節(jié)因子，近年來引起了廣泛的研究關(guān)注。然而，目前還沒有關(guān)于ARIH2在GC中的調(diào)控機(jī)制和生物學(xué)功能的研究。

p21 （CDKN1A，也稱為 p21WAF1/CIP1），由CDKN1A基因編碼，是CIP / KIP家族的成員。該分子參與細(xì)胞周期停滯，DNA復(fù)制和修復(fù)，細(xì)胞增殖和分化，衰老和凋亡，并與腫瘤發(fā)展密切相關(guān)。p21不僅可以發(fā)揮抗癌作用，還可以發(fā)揮致癌作用，這取決于細(xì)胞類型、細(xì)胞背景、亞細(xì)胞定位和翻譯后修飾。已知的與p21泛素化相關(guān)的E3連接酶包括RNF126、SKP2和UHRF2，它們在人類惡性腫瘤中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。據(jù)報道，p21可抑制宮頸癌、胰腺癌、膀胱癌、膽囊癌和其他癌癥。因此，有必要嚴(yán)格監(jiān)測p21的表達(dá)。

我們發(fā)現(xiàn)ARIH2的高表達(dá)與胃癌患者預(yù)后不良相關(guān)，ARIH2可以顯著促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ARIH2與p21相互作用，誘導(dǎo)p21泛素化，泛素的K48殘基和p21的K161殘基在ARIH2介導(dǎo)的p21泛素化中起關(guān)鍵作用。我們通過體外泛素化實(shí)驗(yàn)鑒定出ARIH2是p21的E3連接酶。

研究意義

03

科學(xué)研究表明，ARIH2促進(jìn)了GC細(xì)胞的增殖。初步證實(shí)了p21與ARIH2之間的直接蛋白相互作用，并鑒定出ARIH2介導(dǎo)的p21泛素化中p21和泛素的關(guān)鍵氨基酸殘基。該研究不僅豐富了胃癌的發(fā)病機(jī)理與分子機(jī)制，還提出了RBR型E3泛素連接酶針對胃癌治療靶點(diǎn)的可能性，即對于GC發(fā)病機(jī)制的鑒定和GC治療靶點(diǎn)的確定提供了相關(guān)見解。

參考資料：

http://mri.swu.edu.cn/s/mri/zxcg/20220705/4870907.html

https://www.nature.com/articles/s41419-022-04965-9