UBTD1/c-Myc功能复合体转录调控Bmi-1影响胃癌干细胞干性的机制研究

Gastric cancer stem cells are the root causes of recurrence and metastasis of gastric cancer and the failure of treatment. If the regulation mechanism of gastric cancer stem cells can be clarified, it is expected to provide new therapeutic targets. Our previous study reported for the first time that UBTD1 promote the aging of gastric cancer cells and inhibit the malignant phenotypes of gastric cancer by regulating the Mdm2/p53 feedback pathway, acts as a tumor suppressor. Pre-experiment findings: UBTD1 can inhibit the properties of gastric stem cell stem cell (self-renewal, chemoresistance, higher metastasis ability); UBTD1 can indirectly inhibit the transcription of Bmi-1, and the properties of gastric cancer stem cells; c-Myc can directly bind Bmi-1 promoter to activate Bmi-1’s transcription; Protein-protein analysis revealed that UBTD1 interacts with c-Myc. Accordingly, the new pathway of "UBTD1/ c-Myc complex transcriptionally regulates Bmi-1" was proposed to regulate the properties of gastric cancer stem cells and the malignancy. This study aim to furtherly validate the role of UBTD1 in inhibiting the properties of gastric cancer stem cells in the levels of cell, animal and tissue, and explore the mechanism of "UBTD1/ c-Myc complex transcriptionally regulates Bmi-1".

胃癌干细胞是胃癌复发转移、治疗失败的根源，如能阐明胃癌干细胞的调控机制，有望提供新的治疗靶点。我们前期研究首次发现并报道： UBTD1通过调节Mdm2/p53反馈通路，促进胃癌细胞衰老、抑制胃癌恶性表型，发挥抑癌基因作用。预实验发现：UBTD1可抑制胃癌干细胞干性（自我更新、对治疗的抵抗、高转移能力）；UBTD1可间接抑制Bmi-1的转录，抑制胃癌干细胞干性；c-Myc可直接结合Bmi-1启动子转录活化Bmi-1，促进胃癌干细胞干性；蛋白-蛋白分析发现UBTD1与c-Myc相互作用。据此，提出“UBTD1/C-Myc复合体转录调控Bmi-1”这一新的通路，调控胃癌干细胞干性，影响恶性潜能。本研究进一步从细胞、动物及组织三方面进一步验证UBTD1在抑制胃癌干细胞干性的作用，探索UBTD1/C-myc复合体转录调控Bmi-1影响胃癌干细胞的机制。

肿瘤干细胞是肿瘤复发转移、治疗失败的根源，如能阐明肿瘤干细胞的调控机制，有望提 供新的治疗靶点。我们研究发现并报道： 在p53野生型肿瘤细胞中，UBTD1通过调节Mdm2/p53反馈通路，促进肿瘤细胞衰老、抑制肿瘤恶性表型，发挥抑癌基因作用。本研究发现UBTD1同时可抑制肿瘤干细 胞干性（自我更新、对治疗的抵抗、高转移能力）；UBTD1可间接抑制Bmi-1的转录，抑制肿瘤 干细胞干性；c-Myc可直接结合Bmi-1启动子转录活化Bmi-1，促进肿瘤干细胞干性；蛋白-蛋白分析发现UBTD1与c-Myc相互作用。而在p53突变型的肿瘤细胞中，UBTD通过促进β-TrCP/c-Myc/HK2通路调节糖酵解，UBTD1发挥癌基因作用，在体内、外均能促进p53突变型肿瘤细胞的增殖和迁移。通过蛋白质 组学和代谢组学分析，发现过表达UBTD1可上调c-Myc蛋白水平，增加乳酸产量 。此外，过表达或敲除UBTD1可分别显著上调或下调p53突变型肿瘤细胞系中的葡萄糖摄取 和乳酸产量。在机制上，我们的研究发现UBTD1可以通过结合E3连接酶β-TrCP 来延长c-Myc蛋白的半衰期，从而增加c-Myc蛋白的稳定性。最后，我们的研究 利用TCGA数据集和复旦大学上海癌症中心CRC数据集 ，发现UBTD1的表达与结巴结转移率和患者的生存显著相关。基于以上结果，提示细胞内基因调节的复杂性，或许UBTD1功能依赖抑癌基因正常的野生型p53，后续需要进一步探索野生型p53蛋白在UBTD1调控中的关键作用。本研究同时发现Bmi-1对于肿瘤免疫微环境的中的调节作用，后续值得进一步探索研究。