科研进展

我院姚帆教授发表胰腺癌转移点评文章

访问次数:发布日期:2020-05-27

国际细胞生物学领域期刊Nature Cell Biology“piRNA-unbound PIWIL1 promotes metastasis”为题在线点评同期来自中科院上海生物化学与细胞生物学研究所刘默芳团队的研究成果,详细介绍了piRNA结合蛋白在胰腺癌转移中的重要作用,指出该研究丰富了肿瘤研究领域对piRNA结合蛋白不依赖piRNA结合的生物学功能的认识。

点评介绍说,Piwi蛋白主要在睾丸中表达,通过与piRNAs(Piwi-interacting RNAs)结合,起到沉默转座因子和保护基因组稳定性的作用,进而在哺乳动物生殖细胞发育和配子发生中发挥了重要功能。早期研究发现Piwi家族的两个成员PIWIL1和PIWIL2在各类肿瘤组织中存在异常表达,但是它们对应的piRNA在肿瘤中的表达情况仍悬而未决。此外,Piwi蛋白在癌细胞中对piRNA的依赖性尚不清楚。在同期的Nature Cell Biology杂志上,刘默芳领衔的研究团队首次证明,在没有piRNA结合的情况下,PIWIL1作为APC/C E3泛素化连接酶复合物的激活因子,导致了细胞粘附蛋白Pinin的降解,从而促进了胰腺癌的转移(图1)。

 

1 PIWIL1功能与机制模式图。上图:在肿瘤细胞中,PIWIL1主要处于“apo state”,通过激活APC/C复合物,靶向细胞粘附蛋白Pinin的降解,促进肿瘤细胞转移;下图:在精子后期,与piRNA结合的PIWIL1蛋白被APC/C-26S蛋白酶体识别并降解,该调控是精子成熟的关键步骤。

 

点评指出,该研究发现拓展了领域对Piwi蛋白功能和APC/C复合物调控的认识,并为胰腺癌转移的分子机制和治疗策略提供了新的见解。此外,该工作证明Piwi蛋白可能会根据其piRNA的装载状态在正常生理状态和疾病中发挥不同的作用。有趣的是,未结合piRNA的PIWIL1蛋白其身份从APC/C复合物的底物转变为该E3泛素化连接酶的激活因子,进而有效促进细胞粘附蛋白Pinin的降解。

点评提出,随着该工作的发表,同时也给相关领域带来了一些更有意思的问题有待解答。首先,piRNA加载如何转换PIWIL1与APC/C复合物之间的关系?其次,在肿瘤细胞中,PIWIL1和APC/C复合物之间的相互作用存在细胞周期的动态变化,那么在细胞周期中piRNA的表达模式对PIWIL1和APC/C复合物之间动态变化是否存在作用?最重要的是,在PIWIL1高表达的肿瘤中,诱导或者外源添加piRNA作为潜在治疗胰腺癌的策略,值得进一步深入研究。

华中农业大学生物医学与健康学院、生命科学技术学院教授姚帆博士是该点评文章的第一作者,非编码RNA和肿瘤转移领域马莉教授为通讯作者。

文章出处链接:https://www.nature.com/articles/s41556-020-0502-3