結(jié)直腸癌（colorectal cancer, CRC）是一種始于結(jié)腸或直腸的癌癥，是世界上最常見(jiàn)的癌癥類型之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)一半的CRC患者發(fā)生轉(zhuǎn)移，即癌細(xì)胞從原發(fā)部位擴(kuò)散到身體的其他部位。轉(zhuǎn)移是治療CRC的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）被證實(shí)在腫瘤發(fā)生和侵襲轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用，深入了解EMT在CRC中的應(yīng)用對(duì)于開(kāi)發(fā)有效的療法以及改善患者預(yù)后至關(guān)重要。
Hormonally Up-Regulated Neu-Associated Kinase（HUNK）是一個(gè)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的存活、增殖和轉(zhuǎn)移。既往對(duì)其研究具有爭(zhēng)議，HUNK在乳腺癌中通過(guò)獨(dú)立或依賴HUNK激酶的方式，傳導(dǎo)多種信號(hào)通路促進(jìn)或抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。在CRC中，HUNK是否參與轉(zhuǎn)移及其潛在機(jī)制尚不清楚。
2023年5月16日，東南大學(xué)和中大醫(yī)院雙聘高山教授團(tuán)隊(duì)在Cell Death & Disease雜志在線發(fā)表題為HUNK inhibits epithelial-mesenchymal transition of CRC via direct phosphorylation of GEF-H1 and activating RhoA/LIMK-1/CFL-1的研究論文。
該工作首先基于CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)敲除HUNK，研究人員觀察到，對(duì)比野生型細(xì)胞，敲除HUNK的細(xì)胞發(fā)生間質(zhì)樣形態(tài)轉(zhuǎn)變，結(jié)合RNA表達(dá)譜分析，暗示HUNK抑制EMT?；谠摤F(xiàn)象，研究人員通過(guò)檢測(cè)EMT標(biāo)志物以及細(xì)胞體外、體內(nèi)轉(zhuǎn)移能力，發(fā)現(xiàn)HUNK缺失誘導(dǎo)CRC的EMT并促進(jìn)轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步，研究人員鑒定到HUNK結(jié)合分子鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子H1 (GEF-H1)，其有助于小G蛋白上的鳥(niǎo)苷二磷酸（GDP）和鳥(niǎo)苷三磷酸（GTP）相互轉(zhuǎn)換，從而活化Rho等小G蛋白的一類蛋白質(zhì)家族，既往研究報(bào)道，GEF-H1促進(jìn)RhoA活性，并通過(guò)一系列磷酸化LIM結(jié)構(gòu)域激酶(LIMKs)/絲切蛋白(cofilin-1，CFL-1)途徑來(lái)穩(wěn)定絲狀肌動(dòng)蛋白(F-actin)，抑制細(xì)胞EMT。因此，研究人員通過(guò)檢測(cè)RhoA活性和信號(hào)通路分子表達(dá)水平，以及對(duì)該通路效應(yīng)分子CFL-1進(jìn)行表型挽救實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)HUNK通過(guò)RhoA/LIMK-1/ CFL-1信號(hào)通路調(diào)控CRC的EMT。HUNK作為絲氨酸/蘇氨酸激酶，研究人員通過(guò)定點(diǎn)氨基酸突變技術(shù)，驗(yàn)證了HUNK通過(guò)其激酶活性發(fā)揮抑制CRC的EMT功能，并且通過(guò)定量磷酸化蛋白組學(xué)分析聯(lián)合標(biāo)記串聯(lián)質(zhì)譜法和定制磷酸化抗體檢測(cè)，驗(yàn)證了HUNK直接磷酸化GEF-H1的第645位絲氨酸負(fù)調(diào)控CRC的EMT（圖1）。進(jìn)一步，研究人員通過(guò)HUNK抑制劑Staurosporin（STS）加強(qiáng)支持了以上結(jié)論。最后，研究人員通過(guò)GEO數(shù)據(jù)及CRC病人臨床樣本，與未發(fā)生轉(zhuǎn)移的CRC組織相比，有轉(zhuǎn)移的CRC組織中HUNK和GEF-H1第645位絲氨酸磷酸化表達(dá)水平均下調(diào)，且呈正相關(guān)?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，此項(xiàng)工作揭示了一個(gè)以HUNK/GEF-H1/RhoA/LIMK-1/ CFL-1軸調(diào)控CRC的EMT，且HUNK直接磷酸化GEF-H1第645位絲氨酸。該研究為CRC臨床診療的新策略和新靶點(diǎn)提供了一定的理論基礎(chǔ)，具有潛在的科學(xué)意義與臨床應(yīng)用價(jià)值。
東南大學(xué)生科院聯(lián)培碩士生韓曉琦為該論文的第一作者，高山教授為該論文的最后通訊作者。
圖1：HUNK/GEF-H1軸抑制CRC的EMT模式圖
原文鏈接： https://doi.org/10.1038/s41419-023-05849-2
