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:
55.0 万元
负责人:
王娴
依托单位:
学科分类:
肿瘤发生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王娴
中文摘要
m6A修饰和微小RNA结合都可以调控mRNA翻译,但两者间的相互作用不详;热休克转录因子HSF1在结直肠癌中发挥重要作用,但其表达调控机制未明。我们发现与结直肠癌发病密切相关的Wnt通路可促进HSF1翻译,而miR455-3p则抑制HSF1翻译;结合miR455-3p的HSF1 mRNA序列中含有m6A修饰位点;敲低β-catenin或m6A修饰催化酶METTL3后,HSF1 mRNA的m6A修饰减少,同miR455-3p的结合则增加,HSF1蛋白表达下降,因此wnt/β-catenin通路可能通过协调miR455-3p结合和m6A修饰间的相互拮抗来激活HSF1翻译,促进结直肠癌发生。本项目将着重分析m6A修饰和miR455-3p结合对HSF1翻译的调控作用,探索Wnt通路促进HSF1表达的分子机制,研究该调控轴在结直肠癌发病中的作用及其转化价值,从而为结直肠癌等恶性肿瘤的防治提供新思路。
英文摘要
Both the m6A modification of mRNA and microRNA can regulate the translation of mRNA into protein. However, the interaction of mRNA m6A modification and microRNA in translation regulation remains unknown. Recently, we reported that heat shock transcription factor 1 (HSF1) contributed to colorectal carcinogenesis by promoting glutaminolysis (Molecular Therapy 2018). However, the underlying mechanism responsible for the upregulation of HSF1 expression in colorectal carcinogenesis is still unknown. In the preliminary investigations for this proposed study, we found that Wnt/β-catenin signaling, which is critical to colorectal carcinogenesis, can promote HSF1 mRNA translation while the microRNA miR455-3p was able to suppress HSF1 mRNA translation. Interestingly, there is a typical m6A modification motif (GGACU) in HSF1 mRNA 3’-UTR region pairing with miR455-3p seed sequence. In addition, m6A RNA immunoprecipitation indeed enriched a peak around this region. Depleting β-catenin or METTL3, the critical enzyme responsible for mRNA m6A modification, decreased HSF1 mRNA m6A modification, increased the interaction of HSF1 mRNA with miR455-3p and suppressed HSF1 protein expression. Therefore, we hypothesized that Wnt/β-catenin signaling promotes HSF1 mRNA translation during colorectal carcinogenesis by coordinating the interaction between miR455-3p binding and HSF1 mRNA m6A modification on HSF1 mRNA translation. To prove it, we planned to analyze the influence of miR455-3p and HSF1 mRNA m6A modification on HSF1 mRNA translation, and explore the regulation of miR455-3p and HSF1 mRNA m6A modification by Wnt/β-catenin signaling. By doing so, this proposed study will exposit the regulation of mRNA translation, uncover a new function of Wnt/β-catenin and provide new insights to design effective approaches for the intervention of colorectal cancer as well as other cancers.
我们前期研究发现热休克转录因子HSF1可以促进谷氨酰胺代谢而导致结直肠癌发生发展。但HSF1在结直肠癌中表达上调的具体机制及其临床意义不详。本项目通过小鼠动物模型和肿瘤临床标本等,探索与结直肠癌发病密切相关的Wnt通路促进HSF1表达的分子机制。结果发现wn通路可能通过协调miR 455-3p结合和m6A修饰间的相互拮抗来激活HSF1翻译,促进结直肠癌发生。基因敲除HSF1或者靶向抑制剂KNK437均可抑制APC功能缺陷小鼠的自发肿瘤发生,因此有望通过靶向HSF1抑制谷氨酰胺代谢来治疗结直肠癌,从而为WNT/β-catenin异常活化的结直肠癌患者的诊疗提供了新的思路。.然而,抑制谷氨酰胺代谢可以下调mTORC1信号通路而诱导细胞发生保护性自噬,导致其抗肿瘤的效果大打折扣。我们发现抑制谷氨酰胺代谢后,转录因子ATF4相关通路激活,进一步发现ATF4 mRNA半衰期延长及其表达上升进一步发现ATF4 mRNA存在m6A修饰并且谷氨酰胺代谢抑制下调了m6A修饰程度。谷氨酰胺代谢抑制上调了去甲基酶FTO的表达,并且增加了FTO与ATF4 mRNA结合。在敲低FTO后,ATF4 mRNA m6A 修饰增加,其半衰期变短。因此,FTO可能是通过降低ATF4 mRNA的m6A修饰而稳定ATF4 mRNA。敲低m6A 阅读蛋白YTHDF2可延长ATF4 mRNA的半衰期,而过表达YTHDF2则下调ATF4表达。敲低ATF4可以逆转抑制谷氨酰胺代谢引起的mTORC1活性抑制以及细胞自噬发生。ChIP-Atlas预测mTORC1负调控蛋白DDIT4可能是ATF4的下游基因。谷氨酰胺代谢抑制上调了DDIT4的表达。敲低DDIT4逆转了mTORC1活性下调。ChIP实验发现,抑制谷氨酰胺代谢后ATF4同DDIT4的promoter结合增强,并且ATF4可以增加DDIT4启动子活性,说明ATF4在抑制谷氨酰胺代谢后促进DDIT4的转录表达。因此,谷氨酰胺代谢抑制通过上调m6A去甲基化酶FTO表达以减少转录因子ATF4 mRNA的m6A 修饰,增加ATF4 mRNA稳定性以上调ATF4的表达;ATF4转录激活靶基因DDIT4导致mTORC1信号通路下调,并且诱导细胞产生保护性自噬。因此,联合靶向抑制ATF4-DDIT4轴可以增强谷氨酰胺代谢抑制剂在结直肠癌中的疗效。
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
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批准号:82373310
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:王娴
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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
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批准号:LD22H160003
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:王娴
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依托单位:
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
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批准号:81772944
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2017
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负责人:王娴
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依托单位:
Ras-ING4-TDG-Fas轴在胰腺癌中的调控和作用机制
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批准号:81572715
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王娴
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依托单位:
ZNF671:一个新的胃癌相关抑癌基因
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批准号:81071963
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项目类别:面上项目
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资助金额:33.0万元
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批准年份:2010
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负责人:王娴
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依托单位:
国内基金
海外基金