新抑癌基因TRIM35抑制肝癌细胞生长增殖的分子机制研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is the third most common cause of cancer mortality worldwide. New insights into the pathogenesis of this lethal disease are urgently needed. Chromosomal copy number alterations (CNAs) can lead to activation of oncogenes and inactivation of tumor suppressors in human cancers. In our previous study, we performed a whole-genome SNP 6.0 array to define a comprehensive copy number profile of 58 paired HCC primary tumors and adjacent non-tumor tissues, and identified a novel tumor suppressor (tripartite motif-containing 35, TRIM35), which inhibited HCC proliferation and tumorigenesis in vitro and in vivo. In the current study, we found pyruvate kinase isoenzyme type M2 (PKM2) protein was interacted with TRIM35 by using TRIM35 co-immunoprecipitation and proteomic analysis. Based on our knowledge and previous data, we further intend to focus on whether the interaction of TRIM35 and PKM2 affects its Warburg effect and/or β-catenin activity, explain the molecular mechanisms of TRIM35 in inhibition of HCC growth and proliferation, and finally verify it in HCC patients. This study will not only help understanding the function of TRIM35 in the development of HCC, but also provide new insights into potential strategies for drug discovery.

肝癌的发生发展是一个多基因参与的过程，而基因组DNA拷贝数变异是肿瘤相关基因活性改变的重要调节因素。本课题组前期利用芯片分析58对肝癌及癌旁组织全基因拷贝数变异，发现一个新的抑癌基因TRIM35，通过免疫共沉淀、蛋白质组学分析，发现丙酮酸激酶M2 (PKM2)是与TRIM35相互作用的蛋白。本项目拟从PKM2调节细胞的增殖和分化功能出发，重点研究TRIM35与PKM2相互作用对Warburg效应的影响和/或对β-catenin活性的调节，阐述TRIM35抑制肝癌细胞生长和增殖是通过与PKM2相互作用，对其进行化学修饰如泛素化或者占位等作用抑制肿瘤细胞的Warburg效应，或是通过调节β-catenin的转录活性而发挥作用，并最终在肝癌患者临床样本中验证。通过上述研究，有利于深入了解TRIM35在抑制肝癌发生发展中的作用，为寻找新型抑癌药物提供理论和实验基础。

肝癌的发生发展是一个多基因参与的过程。本课题组前期发现一个新的抑癌基因TRIM35，通过免疫共沉淀、蛋白质组学分析，发现丙酮酸激酶M2 (PKM2)是与TRIM35 相互作用的蛋白。本项目拟从PKM2 调节细胞的增殖和分化功能出发，重点研究TRIM35 与PKM2 相互作用对Warburg 效应的影响和/或对β-catenin 活性的调节，阐述TRIM35 抑制肝癌细胞生长和增殖是通过与PKM2 相互作用，对其进行化学修饰如泛素化或者占位等作用抑制肿瘤细胞的Warburg 效应，或是通过调节β-catenin 的转录活性而发挥作用，并最终在肝癌患者临床样本中验证。.主要研究内容分为以下几点：.1.利用过表达稳定细胞系，293T 细胞转染，体外翻译等，在体内体外明确TRIM35与PKM2 的相互作用，检测其在细胞内的核浆分布。.2.构建 TRIM35 和PKM2 各结构域的突变体，证实相互作用结构域以及TRIM35发挥抑制作用与结构域的相关性，寻找分析功能结构域的相关位点，明确TRIM35 能否对PKM2 进行泛素化、磷酸化等作用。.3.TRIM35 抑制肝癌细胞生长和增殖的分子机制研究.4.肝癌患者组织中验证相关蛋白的表达和分布与临床指标、预后的相关性。.通过本项目的研究我们发现TRIM35基因的coiled-coil结构域能与PKM2的N端和C端相互作用，拮抗FGFR1对PKM2磷酸化，发挥抑制第105位酪氨酸的磷酸化，从而抑制肝癌细胞的Warburg效应，促使肝癌细胞的葡萄糖代谢从有氧糖酵解往有氧氧化磷酸化方向改变。通过对肝癌患者临床样本的分析发现，TRIM35在癌组织中表达下调，PKM2在癌组织中表达上调，其表达水平与患者的预后相关，并且其单独或联合运用可以作为预测患者生存和复发的独立标志物。本课题的研究结果有利于了解TRIM35与PKM2相互作用抑制肝癌细胞生长和增殖的分子机制，还将为肝癌的临床治疗提供新的药物靶点，为进一步的临床用药奠定坚实的理论和实验基础。