EGF/EGFR通路通过SREBP1甲基化调控肿瘤脂代谢的机制研究

Lipometabolic disorder is a key feature of cancer metabolism. Targeting lipid metabolism is confirmed as a promising strategy for tumor therapy. Thorough understanding to the molecular mechanisms in regulating tumor lipid metabolism is essential to optimize the current treatment strategies. SREBP1 is the key transcription factor triggering de novo lipogenesis, as well as the hotspot in the field of cancer metabolism research. The activation of EGF/EGFR pathway was proved promoting the transcriptional activity of SREBP1 to its target genes, involving in tumor metabolism and proliferation. We also found EGF/EGFR pathway could regulated the methylation level of protein SREBP1 to control the growth of tumor. In this study, we try to reveal the molecular mechanisms of EGF/EGFR pathway mediated methylation of SREBP1, as well as the biological effects of EGF/EGFR-induced methylated SREBP1. This study will provide both rationale and target biomarkers regulating the activity of SREBP1 for cancer metabolic therapy.

脂代谢异常与肿瘤的发生发展密切相关，靶向脂代谢是一种极具前景的肿瘤治疗策略。深入理解肿瘤脂代谢的分子调控机制，是优化当前肿瘤代谢治疗策略的关键。SREBP1是启动脂质从头合成途径的关键转录因子，也是当前肿瘤脂代谢领域的研究热点。内皮生长因子EGF与其受体EGFR的结合可以增强SREBP1转录活性，促进其对下游脂质新生关键酶的转录，调节肿瘤脂代谢及增殖。本课题组前期研究表明EGF/EGFR活化可以促进SREBP1蛋白的甲基化修饰，参与肿瘤增殖调控。本研究拟以分子生物学检测技术、质谱分析法及代谢显像手段，多角度揭示EGF/EGFR信号通路通过甲基化修饰调控SREBP1转录活性的分子机制，并明确EGF/EGFR信号通路对SREBP1的甲基化作用对肿瘤脂代谢及增殖表型的影响，寻找参与SREBP1转录活性调控并可被有效干预的生物标记，为临床制定肿瘤脂代谢靶向治疗策略提供重要的科学依据。

SREBP1是肿瘤脂质新生途径的关键转录因子,通过启动下游脂质新生酶的转录激活调节肿瘤脂代谢促进其恶性进展。当前，肿瘤调节SREBP1转录活性的分子机制尚不明确。申请人前期研究结果证实PRMT5可以通过其酶活域直接与SREBP1结合，使SREBP1特定精氨酸位点发生对称双甲基化修饰，促进其蛋白稳定及过度活化，参与肿瘤的脂质新生及恶性进展。. 本课题拟EGF/EGFR下游PI3K/AKT活化通过调节PRMT5/SREBP1信号通路参与调节肺癌脂代谢，以肺癌为研究对象，自细胞-动物-人体多水平证实肺癌PI3K/AKT活化通过促进PRMT5和SREBP1蛋白的相互作用增强SREBP1对其下游脂质新生关键酶的转录活性，共同参与肺癌脂代谢调节。本研究首先以人肺癌组织为对象，采用免疫组化技术研究人体肺癌组织AKT磷酸化及SREBP1甲基化表达的相关性，并分析人体肺癌组织AKT磷酸化与SREBP1甲基化共表达与病人不良预后的相关性，自人体水平证实AKT活化与PRMT5/SREBP1信号通路存在相互调节作用、并共同参与肺癌恶性进展。随后，自细胞水平，以IGF1经IGFR1/PI3K途径激活AKT信号或以SC79结合AKT-PH结构域、直接激活AKT信号，同时以慢病毒干扰技术敲除内源PRMT5，结合蛋白免疫印迹分析技术、蛋白免疫共沉淀技术、免疫荧光共定位技术、实时荧光定量PCR技术、邻位连接技术、质谱分析技术、油红O染色技术、荧光染脂技术、细胞计数、划痕试验及克隆形成试验等分子生物学实验技术证实AKT活化可以影响PRMT5蛋白的亚细胞定位、增强其甲基化酶活性，促进PRMT5与SREBP1相互作用及后续的SREBP1甲基化修饰，最终引起SREBP1在肺癌细胞内的过度活化，使肺癌细胞内脂质过度合成、引起肺癌增殖失控。最后，自动物水平，证实了AKT活化可以促进裸鼠皮下肺癌细胞移植瘤的脂质合成及生长，而且这种调节作用依赖于内源PRMT5的存在，敲除内源PRMT5可以阻断AKT活化对肺癌细胞脂质新生及生长的调控作用。. 最终，我们证实了一条参与肺癌脂代谢及生长的信号轴—PI3K/AKT/PRMT5/SREBP1信号轴。本研究为肺癌脂代谢靶向治疗提出新的靶点，SREBP1的特定甲基化片段也有望成为监测肺癌脂代谢表型新的生物标记。