SIRT2通过TGF-β/Smad通路调控非小细胞肺癌上皮间质转化及侵袭转移的机制研究

Epithelial-mesenchymal transition (EMT) plays an important role in tumor metastasis. Our studies have shown that SIRT2, a member of histone deacetylase SIRTUIN family proteins, may be a tumor suppressor gene. We found that overexpression of SIRT2 in Non-small Cell Lung Cancer (NSCLC) cells caused cell proliferation inhibition, cell apoptosis induction and EMT inhibition.TGF-β/Smad signaling pathway plays a key role in the regulation of tumor EMT transformation, and Smad protein acetylation status is closely related to its activity, but the specific regulatory mechanism is unknown. In this study we propose to test the hypothesis that SIRT2 regulates NSCLC EMT, invasion and metastasis by TGF-β/Smad-mediated pathways. To confirm this hypothesis, we first study the role of SIRT2 in TGF-β-induced invasion, metastasis and EMT transformation in NSCLC by upregulating the expression level of SIRT2 in vitro; followed by interaction studies on SIRT2 and Smad acetylation to clarify the regulatary mechanism of EMT by TGF-β/Smad mediated signaling pathways; and finally study the effect of SIRT2 and Smad on tumor metastasis by using mouse models, which will be further evaluated in clinical samples.

上皮间质转化（EMT）在肿瘤转移中起到重要作用。我们的研究表明组蛋白去乙酰化酶SIRT2在非小细胞肺癌（NSCLC）中可能是一个抑癌基因，上调SIRT2后明显抑制NSCLC增殖，促进其凋亡，并抑制EMT发生。已知TGF-β/Smad通路在调节肿瘤EMT转化中发挥着关键作用，而Smad的乙酰化状态与其活性密切相关，但具体调控机制不详，因此我们提出设想：SIRT2作为一个重要的乙酰化调控基因，通过TGF-β/Smad通路调控NSCLC发生EMT及侵袭转移。为证实该假设，我们首先通过上调SIRT2的表达水平，在体外层面研究SIRT2在TGF-β诱导NSCLC发生EMT转化、侵袭中的作用；其次通过研究SIRT2与Smad的相互作用及其对Smad乙酰化状态的影响，初步阐明SIRT2通过TGF-β/Smad信号通路调控EMT的机制; 最后在小鼠模型、临床标本层面研究SIRT2与Smad对肿瘤转移的影响

肺癌是世界范围内癌症死亡的主要原因。近年来随着分子生物学技术的进展，抗肿瘤治疗已从传统的化疗发展到针对分子靶点的靶向治疗。肺癌相关突变基因的鉴定可能为发展肺癌新的治疗策略提供新的认识。蛋白质的稳定性，功能和降解是受多种表观遗传机制，包括：乙酰化和去乙酰化、泛素化和去泛素化的影响，它的异常变化被认为在肿瘤的发生、发展、生长和转移中起着至关重要的作用，因此对于表观遗传方面的研究在目前肺癌的研究中尤其显得重要。.SIRTUIN家族中SIRT2作为一个重要的乙酰化调控基因，在衰老调控、维持染色体稳定等方面起着重要的作用，逐渐成为目前癌症研究领域的热点。SIRT2参与多项组蛋白以及转录因子的去乙酰化过程，同时SIRT2可通过调控各种线粒体蛋白的去乙酰化修饰，从而影响细胞内活性氧水平和能量代谢水平。Skp2作为细胞周期中重要的调节因子，能特异性识别磷酸化底物并介导其泛素化降解，许多细胞周期调控因子都是泛素蛋白酶体途径底物。Skp2可与TGF-β信号转导通路下游重要蛋白因子smad4蛋白相互作用，几种肿瘤导致的基因突变可使Skp2与smad4蛋白结合加强，从而加速smad4的泛素化降解速度来调节信号转导。.本研究发现，在NSCLC中，SIRT2的表达水平下调，Skp2的表达上调，并且两者之间负相关；过表达SIRT2可促进Skp2蛋白脱乙酰化和降解，导致p27升高，从而影响非小细胞肺癌细胞生长，并且在蛋白酶抑制剂与组蛋白去乙酰化酶抑制剂的干预下，这种现象可以被抑制；研究数据表明：SIRT2可能诱导Skp2蛋白脱乙酰化和随后的降解，解除Skp2对p27的影响，从而调控非小细胞肺癌细胞的生长。因此我们认为，SIRT2/Skp2/p27轴在调控NSCLC生长、转移以及侵袭中起到了重要的作用，未来可以通过干预该条信号通路，对肺癌的靶向治疗提供更多的选择。