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wnt信号通路对谷氨酰胺酶GLS1表达的表观遗传调控及其在结直肠癌发生中的意义
结题报告
批准号:
81772944
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
王娴
依托单位:
学科分类:
H1807.肿瘤代谢
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张晓琛、朱丽媛、李家秋、王卓、刘雷明、徐锦叶、宋萍、杨丽贤、陈苗琴
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中文摘要
谷氨酰胺代谢在多种肿瘤中发挥重要作用,但在结直肠癌中的作用及调控尚未明确。我们发现谷氨酰胺酶GLS1在人结直肠癌及小鼠自发或诱发肠肿瘤中表达升高,下调其活性可抑制体内外肿瘤生长,但同时抑制mTOR并激活自噬,抑制自噬显著增强GLS1抑制剂的细胞毒作用;wnt通路可上调热休克因子HSF1的表达,而后者可招募DNMT3a到miR137启动子并抑制其转录,使GLS1免受转录后抑制而表达上调。因此,wnt通路可通过HSF1/DNMT3a来抑制miR137转录,上调GLS1表达,激活mTOR信号通路,从而促进结直肠癌发生。我们将通过HSF1敲除小鼠等模型,分析GLS1等在结直肠癌发生中的动态变化,解析wnt通路通过HSF1/DNMT3a促进miR137启动子DNA发生甲基化的分子机制,阐明GLS1抑制剂调控mTOR活性的分子机制,探索靶向谷氨酰胺代谢以干预结直肠癌发生的新方法,为肿瘤防治提供新思路。
英文摘要
The development of human cancers is often associated with reprogrammed metabolism such as enhanced glutaminolysis. However, the relevance of glutaminolysis to colorectal carcinogenesis remains largely unclarified. In preliminary studies, we found that glutaminase 1 (GLS1), the rate-limiting enzyme in glutaminolysis, was highly expressed in colorectal carcinoma cells and colorectal tumors in human or mice. Inhibition of GLS1 activity significantly impaired the development of colorectal cancer. However, inhibition of glutaminolysis also inhibited mTOR activity, leading to the activation of prosurvival autophagy. Inactivation of autophagy enhanced growth inhibition induced by GLS1 inhibitor. In addition, we found GLS1 was the target of miR137 which was epigenetically down-regulated in human colorectal cancer cells and colitis-associated colorectal cancer in mice. Knocking-down of β-catenin expression restored miR137 expression to down-regulate GLS1 expression. Moreover, miR137 down-regulation in colorectal cancer was attributed to promoter methylation and transcription factor HSF1 could interact with DNMT3a and miR137 promoter, indicating that HSF1 might recruit DNMT3a to miR137 promoter for DNA methylation. Based on these preliminary findings, we proposed that activated wnt/β-catenin signaling activates HSF1-miR137-GLS1 axis to promote glutaminolysis in colorectal carcinogenesis. To approve this assumption, we will perform a series of in vitro and in vivo experiments to evaluate the dynamic regulation of HSF1-miR137-GLS1 axis in mice with APC deficiency or chemical-induced colitis, define the impact of GLS1 inhibitor on mTOR, explore the function of HSF1 in methylation of miR137 promoter and clarify the clinical relevance of wnt-HSF1-miR137-GLS1 axis to colorectal cancer. By doing so, we believe it could facilitate our understanding in the contribution of metabolism to colorectal carcinogenesis and promote the development of novel strategies for the effective prevention and treatment of colorectal cancer and probably other cancers.
谷氨酰胺代谢在多种肿瘤中发挥重要作用,靶向谷氨酰胺代谢因此成为肿瘤治疗的一大潜在策略。但其在结直肠癌中的作用及调控尚未明确。我们发现谷氨酰胺酶GLS1在人结直肠癌及小鼠自发或诱发肠肿瘤中表达升高;抑制谷氨酰胺代谢可抑制体内外肿瘤生长,但同时通过活化ATF4依赖性DDIT3转录来抑制mTOR并激活细胞保护性自噬;抑制细胞自噬则显著增强GLS1抑制剂的细胞毒作用;wnt通路可上调热休克因子HSF1的表达,而后者可招募DNMT3a到miR137启动子并抑制其转录,使GLS1免受转录后抑制而表达上调。本项目通过HSF1敲除小鼠等模型,分析了GLS1等在结直肠癌发生中的动态变化,解析了wnt通路通过HSF 1/DNMT3a促进miR137启动子DNA发生甲基化的分子机制,阐明了GLS1抑制剂调控mTOR活性的分子机制,发现wnt通路可通过HSF1/DNMT3a来 抑制miR137转录,上调GLS1表达,激活mTOR信号通路,从而促进结直肠癌发生。抑制谷氨酰胺代谢可抑制体内外肿瘤生长,但同时通过活化ATF4依赖性DDIT3转录来抑制mTOR并激活细胞保护性自噬;抑制自噬显著增强GLS1抑制剂的细胞毒作用,如果联用门冬酰胺酶则效果更佳。因此,本项目通过探索靶向谷氨酰胺代谢以干预结直肠癌发生的新方法,为肿瘤防治提供了新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Heat Shock Factor 1 Epigenetically Stimulates Glutaminase-1-Dependent mTOR Activation to Promote Colorectal Carcinogenesis
热休克因子 1 表观遗传刺激谷氨酰胺酶 1 依赖性 mTOR 激活,促进结直肠癌发生
DOI:10.1016/j.ymthe.2018.04.014
发表时间:2018-07-05
期刊:MOLECULAR THERAPY
影响因子:12.4
作者:Li, Jiaqiu;Song, Ping;Jin, Hongchuan
通讯作者:Jin, Hongchuan
Targeting ATF4-dependent pro-survival autophagy to synergize glutaminolysis inhibition.
靶向 ATF4 依赖性促生存自噬以协同抑制谷氨酰胺分解
DOI:10.7150/thno.60028
发表时间:2021
期刊:Theranostics
影响因子:12.4
作者:Han S;Zhu L;Zhu Y;Meng Y;Li J;Song P;Yousafzai NA;Feng L;Chen M;Wang Y;Jin H;Wang X
通讯作者:Wang X
无义介导mRNA降解通路抑制TBK1依赖性固有免疫应答在重塑结直肠癌免疫微环境中的作用和机制
  • 批准号:
    82373310
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王娴
  • 依托单位:
雌激素受体抑制 caveolin 1 蛋白翻译的分子机制及其临床意义
  • 批准号:
    LD22H160003
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    王娴
  • 依托单位:
Wnt/β-catenin通路促进HSF1蛋白翻译合成的分子机制及其在结直肠癌中的作用
  • 批准号:
    82073035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王娴
  • 依托单位:
Ras-ING4-TDG-Fas轴在胰腺癌中的调控和作用机制
  • 批准号:
    81572715
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    王娴
  • 依托单位:
ZNF671:一个新的胃癌相关抑癌基因
  • 批准号:
    81071963
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    王娴
  • 依托单位:
国内基金
海外基金