JFK蛋白新底物的鉴定与功能分析

The inhibitor of growth 4 (ING4) is defined as type II tumor suppressors and is conserved from yeast to humans. ING4 harbors multiple anticancer activities including repressing angiogenesis and cell proliferation and facilitating apoptosis and cell contact. ING4 is a short-lived protein whose dysregulation has been reported in various cancers such as glioma, melanoma, and breast cancer. However, how the expression of ING4 is regulated is currently not understood, especially at the protein level. Previously, we cloned a gene, JFK (Just one F-box and Kelch domain-containing protein in human), which promotes ubiquitination and degradation of p53 through the assembly of a Skp1-Cul1-F-box (SCF) complex. The project will focus on the search for another new substrate of JFK by a quantitative approach based on stable isotope labeling of amino acids (SILAC)-MS combined with a peptide IP proteomic strategy, and the molecular mechanisms and biological significance for the regulation of JFK-promoted ING4 degradation by some molecular biotechnologies. We will elaborate that JFK is a critical negative regulator of ING4, and involved in angiogenesis and epithelial-mesenchymal transition of breast cancer, providing a molecular mechanism underlying the role of JFK in cancer metastasis and supporting the pursuit of JFK as a potential target for breast cancer intervention.

生长抑制因子4(ING4) 属于II型抑癌基因，从酵母到人中高度保守。ING4蛋白半衰期短，在多种肿瘤组织中低表达，但有关ING4蛋白的调控机制少有报道。JFK是我们实验室克隆鉴定的未知功能基因，它是人中唯一的含有Kelch结构域的F-box蛋白。前期工作发现JFK通过形成Skp1-Cul1-F-box(SCF) 泛素连接酶复合体识别并降解p53，目前JFK是否可以降解其他底物亟待研究。本项目通过稳定同位素标记氨基酸(SILAC)-肽免疫沉淀-质谱等蛋白质组学方法高通量筛选出ING4可能是JFK的新底物。继而利用分子、细胞生物学等技术手段，进一步探讨JFK下调ING4的分子机制及生物学意义。该研究将揭示JFK是ING4重要的负调控因子，阐释JFK在细胞及动物水平对血管生成及上皮向间质转化中的重要作用，为JFK促进肿瘤发生发展的机制研究提供新线索，为肿瘤防治提供潜在的药物靶点。

EGFR不但在机体发育中发挥重要的作用，同时EGFR的调节异常与细胞的恶性转化也有着至关重要的关系，但是目前对EGFR表达水平调控的潜在分子机制仍没有完全被探究清楚。在这里，我们证实了锌指蛋白ZNF516，作为一个抑制性的转录因子，能够和CtBP/LSD1/CoREST复合物相互作用，发挥转录抑制作用，同时我们鉴定了一些包括EGFR在内的靶基因。我们发现ZNF516-CtBP/LSD1/CoREST复合物在体外能够抑制乳腺癌细胞的增值和侵袭潜能，并且在体内能够抑制乳腺癌的原位生长和转移。我们的研究揭示了ZNF516作为一个抑制性的转录因子，能够抑制EGFR的转录，为EGFR紊乱相关的乳腺癌的理解提供了更加深入的认识，并且为ZNF516在乳腺癌治疗中的靶向治疗意义提供了新的视角。.ING4属于生长抑制蛋白家族里的一员，参与多个细胞过程。已有的文献报道发现多种恶性肿瘤中ING4蛋白表达下调，然而，基于何种分子机制造成了这些肿瘤调控因子的显著异常并不清楚。在这，我们报道了ING4与JFK能在体内体外相互作用，JFK通过装配而成的Skp1-Cul1-F-box E3泛素连接酶复合体介导ING4的多聚泛素化并促进ING4蛋白水平的降解。JFK介导的ING4蛋白水平失稳导致了经典的NFB信号通路靶基因的激活，进一步在体内及体外促进乳腺癌的血管新生和转移的潜能。我们的研究鉴定了SCFJFK确为一种ING4的泛素连接酶，并揭示了JFK-ING4-NFB调控轴在乳腺癌的发生和发展中起到了重要作用，提示JFK可能成为乳腺癌预防和治疗的一个潜在靶标。.尽管BRAF基因突变以及MAPK信号通路在黑色素瘤的发病机制中发挥着及其重要的作用，但是MAPK信号通路如何调节黑色素瘤发生发展尚不完全清楚。我们发现JMJD6在黑色素瘤中表达明显升高。RNA-seq结果显示JMJD6能够调控MAPK信号通路的重要组分PAK1的可变剪接，促进MAPK信号通路活化，从而促进黑色素合成，黑色素瘤细胞增殖、血管生成和侵袭。有趣的是，我们还发现MAPK信号通路的下游分子c-Jun可以转录激活JMJD6，从而形成正反馈环路。我们的研究结果表明JMJD6在黑色素瘤的发生发展过程中发挥着重要的作用，提供了JMJD6作为黑色素瘤转移的生物标志物以及分子治疗之潜在靶点的理论依据。