BRAF-SUMOylation作为BRAF(V600E)转移性结直肠癌治疗新靶点的实验研究
批准号:
82102751
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王谦
依托单位:
学科分类:
肿瘤靶向治疗
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王谦
中文摘要
BRAF V600E是常见的BRAF突变,通常预后很差,大部分患者均会产生不同程度的耐药。因此,深入了解BRAF V600E mCRC患者的耐药机制,寻找治疗新靶点,对于改善mCRC的治疗效果至关重要。研究发现,BRAF的SUMO修饰在具有V600E突变的肠癌细胞株中显著高表达,其主要修饰位点恰巧为其盐桥形成的关键位点K507。鉴于V600E与K507形成的盐桥结构对其激酶活性的重要作用,我们提出:SUMO化修饰可能影响BRAF V600E的激酶活性,对其发挥致癌作用至关重要。同时,临床治疗BRAF V600E mCRC的药物能增加BRAF SUMO修饰水平。BRAF SUMO修饰可能通过增加形成同源/异源二聚体的能力,激活下游信号,引发耐药。本研究将揭示SUMO化修饰在BRAF V600E激酶活性发挥中的关键作用及其介导的耐药新机制,另辟蹊径为mCRC靶向药物开发及临床诊治提供新的思路。
英文摘要
BRAF V600E is a common BRAF mutation with poor prognosis. Most patients have different degrees of drug resistance. Therefore, in-depth understanding of the drug resistance mechanism of BRAF V600E mCRC patients and looking for new therapeutic targets are essential to improve the therapeutic effect of mCRC. It was found that the SUMOylation of BRAF was highly expressed in colorectal cancer cell lines with V600E mutation, and its main modification site happened to be the key site of its salt bridge formation, k507. In view of the important role of the salt bridge structure formed by V600E and k507 in its kinase activity, we suggest that SUMO modification may affect the kinase activity of BRAF V600E, which is crucial for its carcinogenic effect. At the same time, the clinical treatment of BRAF V600E mCRC can increase the level of BRAF SUMO modification. BRAF SUMO modification may increase the ability of BRAF to form homo/ heterodimer, activate downstream signal and induce drug resistance. This study will reveal the key role of SUMOylation in BRAF V600E kinase activity and the new mechanism of drug resistance mediated by SUMOylation, and provide new ideas for the development of mCRC targeted drugs and clinical diagnosis and treatment.
本研究对BRAF-SUMOylation进行了多维度探究。实验证实BRAF存在SUMO1修饰,并成功鉴定出主要的SUMO1修饰位点为K483。K483位点在BRAF V600E和BRAF WT的SUMO1修饰中都起到了十分重要的作用。BRAF蛋白发生V600E突变后,其结构会发生变化并形成特定盐桥结构以稳定活性构象。尽管K483位点未直接参与BRAF V600E蛋白盐桥形成,但它位于特定结构域内,对维持蛋白整体结构稳定性意义重大。其侧链基团与周边氨基酸残基存在多种相互作用,例如氢键、范德华力等,这些相互作用与盐桥结构协同,稳定了BRAF V600E蛋白的活性构象,保障蛋白在细胞内环境中能够正确折叠和维持构象,为其正常功能的发挥提供结构基础。经深入的机制研究发现,K438位点在调节下游信号、蛋白构象以及蛋白稳定性等方面均起到关键作用,这有助于深入理解BRAF-SUMOylation在细胞内的功能调控机制。进一步研究表明,BRAF-SUMOylation对肠癌细胞增殖及分子靶向药物敏感性有影响。具体而言,BRAF的SUMO1修饰会影响肠癌细胞的增殖表型,同时也影响BRAF V600E分子靶向药物的敏感性。这一发现对肠癌靶向治疗药物的使用具有指导价值,提示在临床实践中,BRAF-SUMOylation可作为评估药物疗效的潜在参考指标。此外,本研究聚焦肠癌细胞糖代谢对BRAF V600E SUMO1修饰的调控及其对维莫菲尼敏感性的影响。结果显示,肠癌细胞的葡萄糖代谢能够调节BRAF V600E的SUMO1修饰,进而影响其对维莫菲尼的敏感性。鉴于肿瘤细胞糖代谢的独特性,这一发现为临床通过干预糖代谢增强靶向药物疗效提供了理论支撑。例如,使用维莫菲尼治疗BRAF V600E肠癌时,可考虑联合糖代谢调控手段来解决可能出现的耐药问题。综上,本研究全面阐述了BRAF-SUMOylation相关的多个关键问题,为肠癌细胞靶向治疗和耐药机制研究提供了新思路和潜在干预靶点。
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