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SerRS在三阴性乳腺癌脂代谢失调中的作用机制及靶向干预

批准号:
32070752
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
史毅
依托单位:
学科分类:
细胞代谢、应激及稳态调控
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
史毅

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
脂质物质从头合成及氧化降解的异常激活在三阴性乳腺癌(TNBC)的恶性增殖、转移和耐药中均有重要作用,但其失调的机制还远未明晰。已有研究表明蛋白质合成能通过非折叠蛋白质反应(UPR)协同调控脂肪代谢,其失控与肥胖及肿瘤等密切相关。我们前期研究发现蛋白质合成重要酶SerRS能进细胞核抑制脂肪代谢关键基因的转录而完全抑制TNBC细胞增殖,且其入核受代谢应激和乙酰化调控,提示SerRS在“代谢应激-UPR-脂代谢”的调控轴中发挥重要作用。本项目拟在此基础上,1)利用代谢组学和转录组学等方法进一步在SerRS乙酰化及入核缺陷型小鼠(SerRS-K/R)、移植瘤模型和临床样本上深入研究SerRS在TNBC脂质合成和氧化异常激活中的作用和机制;2)鉴定代谢应激调控SerRS乙酰化和入核的重要乙酰化酶和去乙酰化酶;3)靶向SerRS表达及乙酰化修饰,开发重塑TNBC脂代谢平衡的小分子药物。
英文摘要
Abnormally elevated de novo lipid synthesis and oxidative degradation play essential roles in the malignant transformation, growth, metastasis and drug resistance of the triple-negative breast cancer (TNBC). However, the mechanisms underlying the dysregulated lipid metabolism in TNBC remain largely unknown. ER stress and unfolded protein response (UPR) caused by dysregulated protein homeostasis have been well established to be a key pathway regulating the lipid metabolism to maintain the ER homeostasis and are linked to many metabolic disorders including obesity and cancers. We previously discovered a novel function of a key enzyme in protein biosynthesis, i.e., seryl tRNA synthetase (SerRS), which can translocate to the nucleus to suppress the transcription of many genes encoding key enzymes involved in lipid metabolism and consequently strongly inhibit the proliferation of TNBC cells. And the nuclear translocation of SerRS is affected by metabolic stresses, such as the deficiency in nutrients like glucose, and subsequent acetylation modification on SerRS, suggesting SerRS is a key mediator in ‘metabolic stress-UPR-lipid metabolism’ axis. Based on these findings, we proposed in this project to: 1) further study the regulatory roles of SerRS in the activation of lipid de novo synthesis and oxidative degradation in TNBC in vivo by lipidomics, transcriptome analysis on acetylation-defective SerRS knock-in mice (SerRS-K/R), TNBC xenograft models and human TNBC specimen; 2) identify key deacetylase and acetyl-transferase involved in metabolic stress-induce acetylation of SerRS in TNBC; 3) develop new small molecule drugs targeting SerRS expression and acetylation to restore the lipid homeostasis in TNBC for its therapy.
本项目已按照既定的计划如期顺利完成,主要科研成果如下:建立了SerRS K323乙酰化缺陷的转基因小鼠SarsK323R模型,并在此基础上阐明了SerRS在调控脂质代谢方面的作用和机制,解析了在葡萄糖缺乏环境下细胞通过调控SerRS的 K323位点乙酰化,而改变其核内定位及转录调控的能力,进而调控脂质合成代谢的信号通路,并筛选到HDAC4/5抑制剂可以通过靶向SerRS乙酰化而抑制乳腺癌的脂质合成,进而用于乳腺癌的靶向治疗。在此基础上,我们进一步拓展了研究内容,利用CRISPR/Cas9基因敲除文库对富脂微环境的肿瘤(主要是乳腺癌和卵巢癌)进行了全基因组的筛选,鉴定出新的、调控肿瘤转移扩散的关键因子,揭示了癌细胞扩散转移的新机制,包括COMMD3介导的HER2胞内转运失活新机制、控制精神压力促癌扩散的serotonin/HTR1E信号通路、调控乳腺癌细胞增殖和EMT新转录因子ZNF319、NEU4介导的癌细胞表明糖基化重塑新机制等。同时在应用转化方面,开发了以丝氨酸及脯氨酸类似物误掺入蛋白质合成为基础的新型肿瘤疫苗,为肿瘤的免疫治疗提供了全新的理论和方法。以上成果已发表于Theronostics、Oncogene等高水平SCI期刊上,共计5篇(超过计划中的2-4篇),申请发明专利3项(超过原计划的1-2项)。本项目同时辅助培养博士生4名(赵进、秦璇、李思雨、王世卿),硕士生2名(师婕、周蕊)。为了项目的顺利实施和成果的宣传,项目组也按计划组织参加了多次的学术交流,包括:2024 AACR年会(美国,圣迭戈)、2024 IUBMB大会(澳大利亚,墨尔本)、2024中国免疫学大会(杭州)。综上所述,本项目已顺利完成全部既定研究计划,并在此基础上,进一步拓展了研究的内容,为后续全面深入研究肿瘤转移中的脂代谢特征及重塑新机制奠定了基础。
卵巢癌进展中CHERP促转录通读的作用及机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    史毅
  • 依托单位:
丝氨酰tRNA合成酶在乳腺癌糖代谢异常中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81772974
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    史毅
  • 依托单位:
国内基金
海外基金