PRMT5 通過(guò)甲基化 SREBP1a 影響肝癌細(xì)胞脂質(zhì)代謝及增殖.pdf

1、和其他惡性腫瘤一樣，脂質(zhì)合成途徑異常激活，胞內(nèi)脂質(zhì)新生是肝細(xì)胞癌的基本代謝特征之一。作為參與腫瘤細(xì)胞脂質(zhì)新生的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子——膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（Sterol-regulatory element binding proteins，SREBPs）成員nSREBP1a可以直接參與轉(zhuǎn)錄多種脂質(zhì)新生途徑關(guān)鍵酶（FASN，ACC，ACLY，SCD1，HMGCR等）基因，調(diào)節(jié)胞內(nèi)脂代謝，影響細(xì)胞的正常分化及生長(zhǎng)。本課題進(jìn)行了一系列體內(nèi)及體外實(shí)

2、驗(yàn)，研究一種關(guān)鍵的蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（Protein arginine methyltransferase，PRMTs）成員——PRMT5通過(guò)調(diào)節(jié)nSREBP1a影響肝癌細(xì)胞脂代謝及生物學(xué)行為的分子機(jī)制。
　　本研究通過(guò)質(zhì)譜分析、免疫共沉淀、GST pull down、蛋白熒光共定位等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)nSREBP1a可直接與PRMT5結(jié)合，兩者的相互作用依賴PRMT5酶活域。通過(guò)體內(nèi)及體外甲基化分析及后續(xù)的蛋白免疫印記分析技

3、術(shù)，證實(shí)在PRMT5的酶活性作用下，nSREBP1a的321位精氨酸可被對(duì)稱雙甲基化修飾，進(jìn)而抑制了 GSK3β介導(dǎo)的430位絲氨酸磷酸化及后續(xù)與泛素化復(fù)合物FBW7的結(jié)合，從而阻斷nSREBP1a蛋白的泛素化修飾及蛋白酶體水解途徑，增強(qiáng)nSREBP1a蛋白穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)其下游多種脂質(zhì)新生關(guān)鍵酶的mRNA轉(zhuǎn)錄。通過(guò)油紅O染色、甘油三酯檢測(cè)及代謝質(zhì)譜分析技術(shù)，證實(shí)PRMT5可以通過(guò)對(duì)稱雙甲基化修飾nSREBP1a的321位精氨酸，

4、增加肝癌細(xì)胞HEPG2胞內(nèi)脂質(zhì)生成。通過(guò)體外細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)、軟瓊脂克隆形成實(shí)驗(yàn)及裸鼠皮下異種移植瘤模型的構(gòu)建及分析，證實(shí)無(wú)論是在體內(nèi)和體外，PRMT5對(duì)nSREBP1a蛋白321位精氨酸的對(duì)稱雙甲基化修飾，均可促進(jìn)HEPG2細(xì)胞的增殖。同時(shí)，通過(guò)免疫共沉淀、蛋白免疫印記分析等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，還證實(shí)內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（Endothelial cell Growth Factor，EGF）/內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體（Endothelial cell Growth

5、 Factor Receptor，EGFR）途徑的激活可以促進(jìn)PRMT5與nSREBP1a在細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合，促進(jìn)PRMT5對(duì) nSREBP1a的精氨酸對(duì)稱雙甲基化修飾，最終增強(qiáng) nSREBP1a蛋白表達(dá)。最后，對(duì)90例含正常對(duì)照肝臟組織 HCC病人的肝癌組織芯片進(jìn)行的免疫組化染色，結(jié)果提示肝細(xì)胞癌原位腫瘤組織的nSREBP1a的321R精氨酸對(duì)稱甲基化水平明顯高于正常肝臟組織，并且原發(fā)肝細(xì)胞癌組織的nSREBP1a的321R精氨酸對(duì)稱甲基

6、化水平與原發(fā)腫瘤大小呈正相關(guān)，與病人的總體生存率呈負(fù)相關(guān)。
　　綜上所述，EGF/EGFR通路的過(guò)度活化，可以使PRMT5與nSREBP1a結(jié)合，并促進(jìn)PRMT5對(duì)nSREBP1a蛋白321位精氨酸位點(diǎn)的對(duì)稱雙甲基化修飾，進(jìn)而增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性及下游的脂質(zhì)新生，促進(jìn)脂質(zhì)在肝癌細(xì)胞內(nèi)積聚，使其快速增殖并發(fā)生不良轉(zhuǎn)歸。這也意味著，對(duì)某些存在脂質(zhì)新生途徑過(guò)度激活的惡性腫瘤，PRMT5引起的nSREBP1a蛋白321位精氨酸的對(duì)稱雙甲基化有可