wnt信号通路对谷氨酰胺酶GLS1表达的表观遗传调控及其在结直肠癌发生中的意义

基本信息
批准号:81772944
项目类别:面上项目
资助金额:50.00
负责人:王娴
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张晓琛,朱丽媛,李家秋,王卓,刘雷明,徐锦叶,宋萍,杨丽贤,陈苗琴
关键词:
肿瘤发生直肠肿瘤微小RNA代谢C08_结谷氨酰胺
结项摘要

The development of human cancers is often associated with reprogrammed metabolism such as enhanced glutaminolysis. However, the relevance of glutaminolysis to colorectal carcinogenesis remains largely unclarified. In preliminary studies, we found that glutaminase 1 (GLS1), the rate-limiting enzyme in glutaminolysis, was highly expressed in colorectal carcinoma cells and colorectal tumors in human or mice. Inhibition of GLS1 activity significantly impaired the development of colorectal cancer. However, inhibition of glutaminolysis also inhibited mTOR activity, leading to the activation of prosurvival autophagy. Inactivation of autophagy enhanced growth inhibition induced by GLS1 inhibitor. In addition, we found GLS1 was the target of miR137 which was epigenetically down-regulated in human colorectal cancer cells and colitis-associated colorectal cancer in mice. Knocking-down of β-catenin expression restored miR137 expression to down-regulate GLS1 expression. Moreover, miR137 down-regulation in colorectal cancer was attributed to promoter methylation and transcription factor HSF1 could interact with DNMT3a and miR137 promoter, indicating that HSF1 might recruit DNMT3a to miR137 promoter for DNA methylation. Based on these preliminary findings, we proposed that activated wnt/β-catenin signaling activates HSF1-miR137-GLS1 axis to promote glutaminolysis in colorectal carcinogenesis. To approve this assumption, we will perform a series of in vitro and in vivo experiments to evaluate the dynamic regulation of HSF1-miR137-GLS1 axis in mice with APC deficiency or chemical-induced colitis, define the impact of GLS1 inhibitor on mTOR, explore the function of HSF1 in methylation of miR137 promoter and clarify the clinical relevance of wnt-HSF1-miR137-GLS1 axis to colorectal cancer. By doing so, we believe it could facilitate our understanding in the contribution of metabolism to colorectal carcinogenesis and promote the development of novel strategies for the effective prevention and treatment of colorectal cancer and probably other cancers.

谷氨酰胺代谢在多种肿瘤中发挥重要作用,但在结直肠癌中的作用及调控尚未明确。我们发现谷氨酰胺酶GLS1在人结直肠癌及小鼠自发或诱发肠肿瘤中表达升高,下调其活性可抑制体内外肿瘤生长,但同时抑制mTOR并激活自噬,抑制自噬显著增强GLS1抑制剂的细胞毒作用;wnt通路可上调热休克因子HSF1的表达,而后者可招募DNMT3a到miR137启动子并抑制其转录,使GLS1免受转录后抑制而表达上调。因此,wnt通路可通过HSF1/DNMT3a来抑制miR137转录,上调GLS1表达,激活mTOR信号通路,从而促进结直肠癌发生。我们将通过HSF1敲除小鼠等模型,分析GLS1等在结直肠癌发生中的动态变化,解析wnt通路通过HSF1/DNMT3a促进miR137启动子DNA发生甲基化的分子机制,阐明GLS1抑制剂调控mTOR活性的分子机制,探索靶向谷氨酰胺代谢以干预结直肠癌发生的新方法,为肿瘤防治提供新思路。

项目摘要

谷氨酰胺代谢在多种肿瘤中发挥重要作用,靶向谷氨酰胺代谢因此成为肿瘤治疗的一大潜在策略。但其在结直肠癌中的作用及调控尚未明确。我们发现谷氨酰胺酶GLS1在人结直肠癌及小鼠自发或诱发肠肿瘤中表达升高;抑制谷氨酰胺代谢可抑制体内外肿瘤生长,但同时通过活化ATF4依赖性DDIT3转录来抑制mTOR并激活细胞保护性自噬;抑制细胞自噬则显著增强GLS1抑制剂的细胞毒作用;wnt通路可上调热休克因子HSF1的表达,而后者可招募DNMT3a到miR137启动子并抑制其转录,使GLS1免受转录后抑制而表达上调。本项目通过HSF1敲除小鼠等模型,分析了GLS1等在结直肠癌发生中的动态变化,解析了wnt通路通过HSF 1/DNMT3a促进miR137启动子DNA发生甲基化的分子机制,阐明了GLS1抑制剂调控mTOR活性的分子机制,发现wnt通路可通过HSF1/DNMT3a来 抑制miR137转录,上调GLS1表达,激活mTOR信号通路,从而促进结直肠癌发生。抑制谷氨酰胺代谢可抑制体内外肿瘤生长,但同时通过活化ATF4依赖性DDIT3转录来抑制mTOR并激活细胞保护性自噬;抑制自噬显著增强GLS1抑制剂的细胞毒作用,如果联用门冬酰胺酶则效果更佳。因此,本项目通过探索靶向谷氨酰胺代谢以干预结直肠癌发生的新方法,为肿瘤防治提供了新思路。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
2

Loss of a Centrosomal Protein,Centlein, Promotes Cell Cycle Progression

Loss of a Centrosomal Protein,Centlein, Promotes Cell Cycle Progression

DOI:10.16476/j.pibb.2019.0092
发表时间:2019
3

Complete loss of RNA editing from the plastid genome and most highly expressed mitochondrial genes of Welwitschia mirabilis

Complete loss of RNA editing from the plastid genome and most highly expressed mitochondrial genes of Welwitschia mirabilis

DOI:https://doi.org/10.1007/s11427-018-9450-1
发表时间:2019
4

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
5

结直肠癌肝转移患者预后影响

结直肠癌肝转移患者预后影响

DOI:10.3969 /j.issn.1002-266X.2016.23.023
发表时间:2016

王娴的其他基金

批准号:81071963
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:21203198
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11242010
批准年份:2012
资助金额:12.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11302165
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572715
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81600960
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21903006
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

WNT/β-catenin信号通路对Linc-ROR的调控及其在结直肠癌发生中的作用机制研究

批准号:81672351
批准年份:2016
负责人:魏云巍
学科分类:H1805
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
2

LRP16调控Wnt/β-catenin信号通路的分子机制及在结直肠癌发生中的病理学意义研究

批准号:81472612
批准年份:2014
负责人:伍志强
学科分类:H1802
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
3

Dicer通过表观遗传调控MLH1表达参与结直肠癌发生的机制

批准号:81902872
批准年份:2019
负责人:邓竹君
学科分类:H1805
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
4

Elp3在结直肠癌中调控Wnt/β-catenin信号通路的机制研究

批准号:81760503
批准年份:2017
负责人:杨相彩
学科分类:H1802
资助金额:33.00
项目类别:地区科学基金项目