PRMT5 通過甲基化 SREBP1a 影響肝癌細胞脂質代謝及增殖.pdf

1、和其他惡性腫瘤一樣，脂質合成途徑異常激活，胞內脂質新生是肝細胞癌的基本代謝特征之一。作為參與腫瘤細胞脂質新生的關鍵轉錄因子——膽固醇調節(jié)元件結合蛋白（Sterol-regulatory element binding proteins，SREBPs）成員nSREBP1a可以直接參與轉錄多種脂質新生途徑關鍵酶（FASN，ACC，ACLY，SCD1，HMGCR等）基因，調節(jié)胞內脂代謝，影響細胞的正常分化及生長。本課題進行了一系列體內及體外實

2、驗，研究一種關鍵的蛋白精氨酸甲基轉移酶（Protein arginine methyltransferase，PRMTs）成員——PRMT5通過調節(jié)nSREBP1a影響肝癌細胞脂代謝及生物學行為的分子機制。
　　本研究通過質譜分析、免疫共沉淀、GST pull down、蛋白熒光共定位等實驗技術，發(fā)現(xiàn)并證實nSREBP1a可直接與PRMT5結合，兩者的相互作用依賴PRMT5酶活域。通過體內及體外甲基化分析及后續(xù)的蛋白免疫印記分析技

3、術，證實在PRMT5的酶活性作用下，nSREBP1a的321位精氨酸可被對稱雙甲基化修飾，進而抑制了 GSK3β介導的430位絲氨酸磷酸化及后續(xù)與泛素化復合物FBW7的結合，從而阻斷nSREBP1a蛋白的泛素化修飾及蛋白酶體水解途徑，增強nSREBP1a蛋白穩(wěn)定性及轉錄活性，促進其下游多種脂質新生關鍵酶的mRNA轉錄。通過油紅O染色、甘油三酯檢測及代謝質譜分析技術，證實PRMT5可以通過對稱雙甲基化修飾nSREBP1a的321位精氨酸，

4、增加肝癌細胞HEPG2胞內脂質生成。通過體外細胞增殖實驗、軟瓊脂克隆形成實驗及裸鼠皮下異種移植瘤模型的構建及分析，證實無論是在體內和體外，PRMT5對nSREBP1a蛋白321位精氨酸的對稱雙甲基化修飾，均可促進HEPG2細胞的增殖。同時，通過免疫共沉淀、蛋白免疫印記分析等實驗技術，還證實內皮生長因子（Endothelial cell Growth Factor，EGF）/內皮生長因子受體（Endothelial cell Growth

5、 Factor Receptor，EGFR）途徑的激活可以促進PRMT5與nSREBP1a在細胞內的結合，促進PRMT5對 nSREBP1a的精氨酸對稱雙甲基化修飾，最終增強 nSREBP1a蛋白表達。最后，對90例含正常對照肝臟組織 HCC病人的肝癌組織芯片進行的免疫組化染色，結果提示肝細胞癌原位腫瘤組織的nSREBP1a的321R精氨酸對稱甲基化水平明顯高于正常肝臟組織，并且原發(fā)肝細胞癌組織的nSREBP1a的321R精氨酸對稱甲基

6、化水平與原發(fā)腫瘤大小呈正相關，與病人的總體生存率呈負相關。
　　綜上所述，EGF/EGFR通路的過度活化，可以使PRMT5與nSREBP1a結合，并促進PRMT5對nSREBP1a蛋白321位精氨酸位點的對稱雙甲基化修飾，進而增強其轉錄活性及下游的脂質新生，促進脂質在肝癌細胞內積聚，使其快速增殖并發(fā)生不良轉歸。這也意味著，對某些存在脂質新生途徑過度激活的惡性腫瘤，PRMT5引起的nSREBP1a蛋白321位精氨酸的對稱雙甲基化有可