國際學術期刊《自然》(Nature)在線發表了中國科學院分子細胞科學杰出創新中心/生物化學與細胞生物學研討所楊巍維研討組的最新研討成果:UDP-glucose accelerates SNAI1 mRNA decay and impairs lung cancer metastasis。研討初次提醒了糖醛酸代謝通路中的尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)抑止肺癌轉移的新功用及作用機制,為肺癌轉移的監測和阻斷提供了新的靶點和生物標志物。
肺癌是全世界也是我國發病率和死亡率最高的惡性腫瘤。我國每年肺癌發病人數超越73萬,死亡人數超越61萬,五年生存率低至16.1%,肺癌已然成為“第一大癌癥”與“頭號癌癥殺手”。轉移是肺癌死亡率居高不下的重要緣由。傳統手術以及術后放化療能夠很好地控制原發腫瘤,但對發作轉移的腫瘤常常一籌莫展。初步統計,95%以上的腫瘤死亡是由腫瘤轉移形成的。因而,深化了解腫瘤轉移的分子機制不只有助于腫瘤早期轉移的發現,還將為腫瘤轉移的阻斷提供新的戰略,并最終改善癌癥患者的預后。
代謝異常是惡性腫瘤的重要特征。癌癥相關基因的突變形成了細胞內多條信號通路的改動,從而影響腫瘤細胞的代謝,并重塑腫瘤細胞,以加強其存活和生長才能。實踐上,腫瘤細胞需求改動代謝的狀態來應對癌基因信號通路傳送的增殖信號。除此之外,異常的腫瘤微環境也能進一步改動腫瘤細胞的代謝表型,從而影響腫瘤的發作開展及對治療的反響性。但是,這些異常的代謝如何支撐腫瘤轉移卻不為人知。
楊巍維研討組長期盤繞腫瘤代謝異常功用與調控機制,重點關注腫瘤代謝與信號轉導的交互調控,旨在提醒腫瘤細胞代謝重編程在腫瘤發作開展中的功用及調控機制,為癌癥的診治、藥物研發等提供理論根據及研討根底(Nature 2011, Cell 2012, Mol Cell 2012, Nat Cell Biol 2013, Cell Res 2017, Mol Cell 2018,PLOS Biol 2018, Nat Commun 2016, 2019)。
在該項研討中,他們發如今表皮生長因子受體(EGFR)激活的條件下,尿苷二磷酸葡萄糖脫氫酶(UGDH)第473位酪氨酸(Y473)發作了磷酸化。UGDH是糖醛酸途徑的限速酶,能夠催化UDP-Glc反響生成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDP-GlcUA);后者能夠作為細胞合成糖胺聚糖的原料(圖1)。磷酸化的UGDH可與HuR分離,并將UDP-Glc轉化為UDP-GlcUA,從而削弱了UDP-Glc對HuR與SNAI1 mRNA分離的抑止,加強了SNAI1 mRNA穩定性及蛋白表達;SNAI1表達的升高加強了腫瘤細胞遷移才能,進而促進了肺癌轉移(圖2)。
此外,UDP-Glc程度與肺癌患者的轉移復發親密相關。研討者發現,相比原發灶,轉移灶中肺癌組織的UDP-Glc程度急劇降低;更為重要的是,發作遠端轉移的肺癌患者的血液樣本中含有更低的UDP-Glc程度。此外,他們還發現肺癌組織中UGDH Y473磷酸化程度越高,發作肺癌轉移的幾率越大,且患者的預后越差。
該研討提醒了UDP-Glc抑止腫瘤的新功用,樹立了代謝小分子調控蛋白質功用的新形式,樹立了細胞代謝與RNA穩定性調控的新銜接,為肺癌轉移的診斷和治療提供了首個生化標志物及干預新戰略。
該研討主要由分子細胞杰出中心楊巍維研討組與中科院大連化學物理研討所李國輝研討組協作完成。廣州大學副教授王雄軍、分子細胞杰出中心博士生劉瑞隆、朱文成、大連化物所楚慧郢為論文共同第一作者,楊巍維和李國輝為該論文的共同通訊作者。該項工作得到分子細胞杰出中心研討員程紅、高棟實驗室博士生李飛的指導與支持。該研討得到國度自然科學基金委、中科院和中組部青年千人方案的贊助,數據搜集工作得到分子細胞杰出中心公共技術效勞中心分子平臺、細胞平臺、化學平臺、動物平臺和GTP中心的支持。
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