SMS和自噬途径协同抑制PUMA表达促进结直肠癌细胞存活的机制研究
批准号:
82102996
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:
郭予斌
依托单位:
学科分类:
肿瘤治疗抵抗
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭予斌
中文摘要
结直肠癌(CRC)的发生发展与多胺异常调节密切相关,我们前期研究发现一种多胺生物合成酶——精胺合成酶SMS在CRC中高表达,SMS负责催化亚精胺生成精胺。抑制SMS使CRC细胞生长受抑制,但不导致细胞凋亡。进一步研究显示,抑制SMS可使亚精胺生成增多,后者可升高CRC细胞自噬水平,在此基础上抑制自噬途径可致细胞凋亡,提示抑制SMS活性诱导的自噬可能帮助CRC细胞逃避凋亡。因此,联合抑制SMS和自噬途径可能是治疗CRC的一种新策略,但具体机制尚不清楚。我们的预实验结果发现,抑制自噬途径可使FOXO3a水平升高,而抑制SMS可增强FOXO3a的转录活性,二者协同促进促凋亡蛋白PUMA表达。本项目拟通过CRISPR/Cas9、激光共聚焦、荧光素酶报告实验、IP和ChIP等,阐明以下假说:SMS和自噬途径协同抑制PUMA表达促进CRC细胞存活。本项目将为CRC的治疗提供新的理论基础和实验依据。
英文摘要
Dysregulation of polyamine metabolism has been linked to the development of colorectal cancer (CRC). Our previous research showed that spermine synthase (SMS), a polyamine biosynthetic enzyme, is overexpressed in CRC. SMS is an enzyme which converts spermidine into spermine. Inhibition of SMS restrains CRC cell growth but have no effect on cell apoptosis. Further studies show that inhibition of SMS function results in an increase in the spermidine level, which induces a higher level of autophagy in CRC cells. What's more, combined inhibition of SMS and autophagy pathway dramatically induces apoptosis in CRC cells. These data suggest that autophagy induced by SMS inhibition may help CRC cells escape apoptosis. Thus, combined inhibition of SMS and autophagy pathway may be a new strategy for the treatment of CRC, but the underlying mechanism remains unclear. Our preliminary results show that inhibition of autophagy pathway upregulates the expression of FOXO3a, while inhibition of SMS enhances the transcriptional activity of FOXO3a. And concurrent inhibition of SMS and autophagy pathway synergistically induces the expression of proapoptotic protein PUMA. In this study, CRISPR/Cas9, confocal laser, luciferase reporter assay, IP and ChIP assay will be performed to clarify the hypothesis that SMS and autophagy pathway cooperate to promote CRC cell survival by repressing PUMA expression. This study will provide the new theoretical foundation and experimental evidence for the treatment of CRC.
结直肠癌是目前全球范围内最常见的消化道恶性肿瘤之一,对人类健康的危害越来越大。目前结直肠癌的治疗策略,如化疗、放疗、免疫治疗和手术,面临如癌症复发、放疗抵抗、药物毒性、耐药性等诸多挑战,因此,这些患者迫切需要更有效的治疗方法。在本研究中,我们发现精胺合成酶(SMS)在结直肠癌细胞系中表达水平显著上调,通过研究结直肠细胞中SMS与放射敏感性之间的关系,表明SMS可能是增强放射敏感性的潜在靶点,并探索了该分子通过调控自噬相关分子发挥作用的分子机制。我们利用Western blot检测SMS在正常结肠上皮细胞和结直肠癌细胞系中的表达水平。用对照/SMS特异性shRNA或对照/pcDNA3.1-SMS质粒转染HCT116细胞。通过MTT测定、菌落形成实验和流式细胞术评估细胞活力、菌落形成和细胞凋亡。随后研究了4 Gy辐射后SMS特异性shRNA转染的HCT116细胞的放射敏感性,评估了细胞活力、集落形成、细胞凋亡、DNA损伤(彗星试验)、自噬水平(免疫荧光)和mTOR途径相关蛋白表达水平(western blot)。.我们观察到SMS在结直肠癌细胞系中表达水平显著上调。下调SMS表达后,细胞活力和集落形成能力明显受到抑制,凋亡指标显著升高。此外,SMS表达的衰减促进细胞DNA损伤和自噬水平的显著升高,从而增强了HCT116细胞对放射治疗的敏感性。机制上,SMS的下调增强放射敏感性考虑与mTOR信号通路受抑制有关。为CRC的治疗提供新的靶点和策略。
联合阻断精胺合成和自噬途径协同诱导结直肠癌细胞凋亡的机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:郭予斌
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依托单位:
国内基金
海外基金