CSN6泛素化调控TRIM21在结直肠癌复发转移中的作用机制研究

Identifying new prognostic biomarkers that can predict outcome of colorectal cancer could contribute significantly to the treatment in CRC patients. We found that CSN6 was phosphorylated by ERK and correlated with poorer colorectal cancer patient survival. CSN6 is a novel biomarker for colorectal cancer (Cancer Cell, 2015). But the detail mechanism of CSN6 downstream is still unclear. We found that CSN6 can bind to and regulate TRIM21 expression, Therefore, we propose a hypothesis that“CSN6 regulate TRIM21 and colorectal cancer”. In this study, we will explore the function of TRIM21 in CRC by protein overexpression or RNAi-mediated downregulation assays; 3D prediction, COIP and point mutation was used to find the binding site of CSN6 and TRIM21. Ubiquitination assay and protein cycle assay to investigate the mechanism of regulation of TRIM21 by CSN6. By using in vivo and in vitro experiments, we could study the role of CSN6 in CRC from multi-levels. Our study will provide basic knowledge for future therapy of the CSN6-TRIM21 signaling pathway.

复发转移是影响结直肠癌预后的重要原因之一，亟需寻找新肠癌相关分子标记物指导临床诊治。申请者前期研究发现CSN6在复发结直肠癌中高表达并能被ERK磷酸化，是结直肠癌新型分子标记物（Cancer Cell，2015）。然而CSN6下游的调控机制尚不明确。我们前期预实验发现CSN6能结合并降低TRIM21表达，由此提出“CSN6调控TRIM21影响肠癌”的假设。本项目将首先通过提高或沉默TRIM21的表达探索其在结直肠癌中的作用，然后结合3D结构预测、多种分子及蛋白实验明确CSN6对TRIM21的调控机制，接着研究TRIM21对下游潜在通路的作用及其对结直肠癌的影响，最后利用小鼠模型和临床样本验证CSN6-TRIM21通路的表达及与结直肠癌复发转移的相关性。本研究将从“细胞-动物-临床”多层次阐明CSN6通过调节TRIM21在结直肠癌复发转移中的作用及机制，为结直肠癌靶向治疗提供新的思路。

在本项目的资助下，主要进行结直肠癌发生发展中泛素化调控和代谢机制研究，发表SCI论文5篇，作为第一/通讯作者（含共同）成果发表在Science Translational Medicine（最后通讯）、Cell Research（共通讯）、Adv Sci（共通讯）、JACS（共通讯）和BJC（共通讯）等高水平期刊上。系列研究为结直肠癌及其并发症防治提供了新的靶点和理论依据，主要成果详述如下：.1.阐明了泛素化调控蛋白CSN6通过TRIM21调控OCT1影响肠癌干性，通过抑制转录因子FOXO4蛋白稳定性而增进葡萄糖转运蛋白Glut1的表达，促进糖酵解和结直肠癌复发（British Journal of Cancer 2020 共同通讯, Adv Sci 2020 共同通讯）；.2.建立了直肠局部放射性肠炎动物模型，通过基因敲除鼠与肠组织类器官模型证实PDGFC-CXCR4信号促进放射性直肠炎发生，为放射性直肠炎诊治提供了潜在的治疗靶点（Sci Transl Med 2021最后通讯）。.3.发现了RNA 结合蛋白ILF3促进丝氨酸合成代谢关键酶编码基因mRNA的稳定性，从而诱导结直肠癌耐药，进一步鉴定出ILF3的E3泛素化连接酶是SPOP，为结直肠癌靶向干预指明了方向（Cell Res 2020 共同通讯)；.4.研发了能富集在结直肠癌并抑制其生长和代谢的新型聚集诱导发光分子药物（JACS 2020 共同通讯），