TRIM14在非小细胞肺癌发生发展中的作用及机制

Non-small cell lung cancer (NSCLC) is the top reason for Chinese urban population death of malignant tumors, thus the pathogenesis is not very clear. Searching for new targets and molecular mechanism makes for the diagnosis and treatment of NSCLC. We found that the expression of TRIM14 (a new ubiquitin E3 ligase) in NSCLC clinical tissue specimens is significantly lower than the adjacent tissues. And, overexpression of TRIM14 in lung cancer cells can effectively inhibit the cell growth and migration. In order to explore the underlying mechanism, we screened out GFAT1 as the TRIM14-interacting protein using yeast-two-hybrid systems. GFAT1 is the key rate-limiting enzyme in glucose metabolism branch-amino hexose biosynthetic pathway (HBP). Overexpression of TRIM14 reduced protein level of GFAT1 but not the mRNA, and proteasome inhibitors can stop the degradation. Moreover, the NSCLC cell growth depends on GFAT1 and HBP. In this project, we will further analyze the correlation between TRIM14 and NSCLC clinical pathological features, and elucidate the role of TRIM14 in NSCLC cell growth, migration and invasion. Also, we will clarify the molecular mechanism of GFAT1 degradation via TRIM14 and then reveal the regulatory biological functions on NSCLC cells of TRIM14 through HBP inhibition. It will provide new ideas and theoretical basis for the diagnosis and treatment of NSCLC.

非小细胞肺癌（NSCLC）是我国城市人口恶性肿瘤死亡之首，其发病机制还不是很清楚。寻找新的靶标和分子机制有利于其诊疗。我们筛查到一种新的泛素连接酶TRIM14在NSCLC临床标本中的表达显著低于癌旁，而高表达TRIM14能有效抑制NSCLC细胞的生长和迁移。为了探索作用机制，我们利用酵母双杂交筛选到其相互作用蛋白-葡萄糖代谢支路氨基己糖生物合成途径（HBP）的关键限速酶GFAT1。TRIM14能降低GFAT1蛋白而不影响mRNA水平，蛋白酶体抑制剂能阻止该降解作用，且NSCLC细胞的生长依赖于GFAT1和HBP。本项目将进一步深入分析TRIM14与NSCLC临床病理关联性，揭示TRIM14在NSCLC细胞生长、迁移和侵袭中的作用，并阐明TRIM14泛素化降解GFAT1的分子机制，进而明确TRIM14通过抑制HBP调控NSCLC细胞的生物学功能，这将为NSCLC的诊疗提供新的思路和理论基础。

非小细胞肺癌（NSCLC）是我国城市人口恶性肿瘤死亡之首，其发病机制还不是很清楚。寻找新的靶标和分子机制有利于其诊疗。泛素介导的蛋白质降解途径在清除短暂调控蛋白的过程中发挥了重要作用。几乎所有原癌基因和抑癌基因都受到翻译后修饰的调控，包括泛素蛋白酶体系统。因此，鉴定和靶向与原癌蛋白或抑癌蛋白调控相关的E3连接酶成为当今肿瘤研究的焦点。在本项目中，我们筛查发现E3泛素连接酶TRIM14在NSCLC临床标本组织中的表达显著低于癌旁组织，而在NSCLC细胞中高表达TRIM14能有效抑制肿瘤细胞的生长、集落形成和迁移。此外，下调TRIM14的表达则能大大促进肿瘤细胞的增殖、集落形成和迁移。利用裸鼠移植瘤模型进行体内实验也表明，过表达TRIM14的NSCLC细胞，移植瘤的生长明显受到抑制，终点移植瘤的大小和重量均显著性减少。为了探索作用机制，我们利用酵母双杂交筛选到其相互作用蛋白-GFAT1。GFAT1是葡萄糖代谢支路氨基己糖生物合成途径（HBP）的关键限速酶，而NSCLC细胞生长依赖于HBP途径及其介导的O-GlcNAc糖基化修饰。TRIM14能促进GFAT1的蛋白酶体途径降解而不影响mRNA水平，从而抑制NSCLC细胞的O-GlcNAc水平。该研究结果丰富了NSCLC的基础研究，这将为其诊疗提供新的思路和理论基础。此外，我们还发现TRIM14能通过激活NF-κB信号通路促进内皮细胞激活。TRIM14能通过结合NEMO泛素化降解IκBα，激活NF-κB信号通路，从而增加粘附分子及细胞因子的表达，进而促进单核细胞的粘附。同时，我们还发现TRIM14在动脉粥样斑块中的表达显著高于人正常动脉组织。而TRIM14的转录又受到p65的调控。因此，我们推测TRIM14与NF-κB信号通路形成正反馈环路，在动脉粥样硬化发生发展中发挥重要作用，该研究工作将为动脉粥样硬化疾病的诊疗提供新的理论依据和靶点。