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为探究 PPP1R13L 在宫颈癌中的作用机制,研究人员开展相关研究,发现其通过抑制 p63 介导的 PTEN 转录促进宫颈癌进展,为宫颈癌治疗提供新方向。
宫颈癌,这个隐匿在女性健康领域的 “杀手”,一直是全球公共卫生的重大挑战,尤其在中低收入国家,每年都有大量新增病例和死亡人数。人乳头瘤病毒(HPV)的持续感染是宫颈癌发生的主要诱因之一,其中 HPV 的 E6 蛋白与 p53 蛋白的相互作用,导致 p53 蛋白降解,成为宫颈癌发病机制中的关键环节。在这样的背景下,探寻宫颈癌治疗的新靶点和新机制迫在眉睫。
武汉大学中南医院的研究人员肩负着攻克这一难题的使命,展开了深入研究。他们聚焦于 PPP1R13L(蛋白磷酸酶 1 调节亚基 13 样,也称为 p53 凋亡刺激蛋白抑制剂 iASPP)在宫颈癌中的作用机制,经过一系列严谨的实验和分析,得出了一系列重要结论,为宫颈癌的治疗带来了新的曙光。该研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上。
研究人员在研究过程中,运用了多种关键技术方法。他们收集了武汉大学中南医院 40 例宫颈癌组织标本和 19 例正常宫颈组织标本,获取了相关 RNA 表达及临床数据,这些数据来源于 TCGA 的 CESC 数据集、GTEx 数据集和 GEO 数据库中的多个 GSE 数据集。通过基因集变异分析(GSVA)、Spearman 相关性分析等数据分析方法,挖掘数据背后的信息。在细胞实验方面,采用细胞培养和转染技术,培养 HeLa、SiHa、C33A 等细胞系,并进行相关基因的转染操作。利用细胞迁移实验、伤口愈合实验、糖酵解表型评估、细胞增殖和克隆形成实验等检测细胞功能变化。通过蛋白质免疫印迹(Western blot)、实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)、双荧光素酶报告基因检测、流式细胞术分析细胞周期、构建肿瘤异种移植模型和免疫组织化学染色、染色质免疫沉淀(ChIP)实验等技术,从不同层面深入探究 PPP1R13L 在宫颈癌中的作用机制。
下面来看具体的研究结果。
- PPP1R13L 影响宫颈癌预后并与肿瘤进展通路相关:基于多个数据库数据,生存分析显示 PPP1R13L 高表达与宫颈癌患者预后不良相关。有淋巴结转移、HPV 阳性及 HPV16 持续感染的患者,PPP1R13L mRNA 表达更高。通过单样本基因集富集分析(ssGSEA)发现,PPP1R13L 表达与肿瘤增殖、G2/M 检查点、上皮 - 间质转化(EMT)、p53 通路、细胞对缺氧的反应以及 PI3K/AKT/mTOR 通路显著正相关。
- PPP1R13L 促进宫颈癌细胞增殖、周期进展并促进 EMT:在宫颈癌细胞系 SiHa 和 HeLa 中,过表达 PPP1R13L 促进细胞增殖、迁移和 EMT,敲低则抑制这些过程。同时,PPP1R13L 敲低使 SiHa 细胞周期阻滞在 G0/G1 期,过表达则减少该期细胞比例,且影响细胞周期相关蛋白表达。
- PPP1R13L 下调 PTEN 激活 PI3K/AKT/mTOR 通路并上调宫颈癌细胞糖酵解:敲低 PPP1R13L 抑制 SiHa 细胞乳酸生成和葡萄糖摄取,过表达则增强 HeLa 细胞的这些能力。PPP1R13L 敲低增加 PTEN 蛋白和 mRNA 水平,激活 PI3K/AKT/mTOR 通路及下游糖酵解酶;过表达则相反。PTEN 的变化可逆转 PPP1R13L 对宫颈癌细胞增殖、迁移、EMT、细胞周期和糖酵解的影响。在小鼠宫颈癌异种移植模型中,敲低 PPP1R13L 抑制肿瘤生长,且肿瘤组织中 Ki67 表达降低,PTEN 表达升高,EMT 标记物 Snail 和葡萄糖转运蛋白 1(GLUT1)表达减少。
- PPP1R13L 抑制 p53 和 TAp63 对 PTEN 的转录活性:在 293T 细胞中,p53、TAp63 和 ΔNp63 增强 PTEN 启动子活性,PPP1R13L(FL)和 PPP1R13L(RAI)抑制其活性,且 PPP1R13L(RAI)抑制作用更强。在 HeLa 细胞中,由于 E6 蛋白持续降解 p53,p53 和 TAp63 对 PTEN 启动子活性相似。在 HPV 阴性且 p53 突变(R273C)的 C33A 细胞中,PPP1R13L 对 p53 的作用相反,但对 p63 的作用不变。梯度转染 E6 蛋白发现,E6 降解 p53,使 p63 在 PTEN 转录上活性增强,且 E6 与 PPP1R13L(RAI)有协同抑制作用。通过共免疫沉淀和 Western blot 证实 PPP1R13L 与 TAp63、ΔNp63 相互作用,ChIP 实验表明 PPP1R13L 减弱 p53 和 p63 与 PTEN 启动子的结合,过表达 p53 或 TAp63 可逆转 PPP1R13L 对 PTEN 的抑制作用。
- PPP1R13L 抑制 p63 介导的 PTEN 转录,依赖特定反应元件:预测 PTEN 启动子上有两个 p53 和 p63 结合位点,构建缺失突变体和含结合序列的质粒进行双荧光素酶报告基因检测,确定 site1 是 p53、TAp63 和 ΔNp63 激活 PTEN 启动子的区域。对 site1 进行 C9A 突变,发现 PPP1R13L(RAI)对 TAp63 转录活性的抑制作用消失,证实 C9 是 PPP1R13L 选择性调节 TAp63 介导的 PTEN 转录的关键元件。研究还发现 PPP1R13L 和 p63 在宫颈癌组织中高表达,PTEN 在正常宫颈组织中高表达,在宫颈癌组织中低表达,且 PPP1R13L 和 PTEN 的表达与宫颈癌患者预后相关。
综合研究结论和讨论部分,PPP1R13L 通过抑制 PTEN 转录激活 AKT 通路,促进宫颈癌细胞增殖、EMT、细胞周期进展和糖酵解。在宫颈癌中,p53 持续降解、p63 高表达,使得 PPP1R13L/p63/PTEN 轴在宫颈癌进展中发挥重要且独特的作用。首次发现 p53 的 R273C 突变使 PPP1R13L 对其作用相反,且 PPP1R13L/p63 轴功能独立于 p53。同时,实验验证了 PPP1R13L 调节 p53 家族靶基因反应元件的序列基础。这些发现为宫颈癌的治疗提供了新的潜在靶点,为开发更有效的治疗策略奠定了理论基础,有望为宫颈癌患者带来新的希望。
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