Ube2v1通过自噬途径调控EMT的机制及在结直肠癌转移中的作用

Recently, we found Ube2v1 was over expressed in clinical samples of colorectal cancer. Moreover, Ube2v1 promotes the growth, invasion and migration of colorectal cancer cells in vitro, and the metastasis of tumor cells in vivo. Interestingly, we found that overexpression of Ube2v1 promoted epithelial mesenchymal transition through autophagy pathway. And, the patterns of specific modification of histone H3 was changed after Ube2v1 overexpression by Tandem Mass Tag (TMT) Quantification associating with mass spectrometry. Accordingly, we proposed that Ube2v1 promotes the metastasis of colorectal cancer through autophagy related EMT pathway. The role of Ube2v1, the regulatory effects of autophagy on EMT pathway, transcriptional regulatory mechanism of autophagy related gene by Histone H3 modification will be studied in vitro and in vivo.

前期我们发现，Ube2v1在临床结直肠癌组织标本中表达增加；体外生物学试验和裸鼠体内试验表明， Ube2v1促进结直肠癌细胞的体外生长、迁移、侵袭以及体内的转移。同时我们发现，Ube2v1可促进结直肠癌细胞上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition, EMT），并且Ube2v1可能通过自噬途径调控EMT；蛋白定量分析及质谱研究进一步发现，Ube2v1会影响组蛋白H3特定修饰。在此基础上我们提出，Ube2v1可通过自噬途径调控EMT从而促进结直肠癌转移，并且Ube2v1通过影响组蛋白H3的特定修饰从而调控自噬关键基因的转录来实现的。本研究将围绕自噬途径与EMT之间的关系、组蛋白H3修饰改变与自噬关键基因的转录调控，阐明Ube2v1调控结直肠癌转移的分子机制，并在结直肠癌的临床标本中进行验证。研究将揭示Ube2v1在结直肠癌转移中的作用及相关机制。

泛素化是维持细胞内稳态的一种基本的转录后修饰途径，E2连接酶家族是泛素-蛋白酶系统的主要成员。尽管如此，结直肠癌中E2家族的作用大部分是未知的。我们的研究基于探讨Ube2v1在结直肠癌中的作用。它是一种泛素连接酶E2变体蛋白，结构上，它没有E2蛋白具有的保守半胱氨酸催化活性。我们通过免疫组化和实时RT-PCR方法分别从蛋白翻译和转录水平观察结直肠癌细胞中Ube2v1的表达情况。此外，我们通过免疫印迹，免疫荧光，透射电镜技术以及体内回复实验的方法 ，研究Ube2v1在自噬及其EMT中的功能。通过运用定量质谱，免疫沉淀，泛素化分析，免疫印迹，及实时RT-PCR，发现Ube2v1可以通过对Sirt1进行泛素化降解，从而对组蛋白H4赖氨酸16（H4K16）位点进行乙酰化修饰，从而抑制自噬相关基因的表达。另外，我们发现Ube2v1在肠癌临床标本中表达较高，它的高表达与肠癌病人较差的预后相关。体内和体外研究均发现Ube2v1促进肠癌细胞的迁移和侵袭，促进肿瘤的生长和转移。更为有趣的是，我们在体内和体外实验中都发现，Ube2v1通过抑制自噬通路促进肠癌细胞上皮到间质的转化和转移。我们在裸鼠肠癌肺转移模型中，过表达Ube2v1的肠癌细胞促进肠癌转移，而此时用自噬的诱导剂雷帕霉素和海藻糖作用小鼠，能有效的延缓转移速度。在分子机制上，我们阐明了Ube2v1通过结合Ubc13，从而介导Sirt1蛋白不稳定，并使其泛素化降解。Sirt1的降解会调控H4K16位点乙酰化水平，随后抑制自噬相关基因的表达。我们的研究从功能上将E2家族成员Ube2v1与自噬通路相结合，给肠癌患者提供了一个新的治疗靶点。