《Cellular Signalling》：Selenium-binding protein 1 suppresses cell cycle progression via cyclin-dependent kinase 2 breakdown in colon carcinoma
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SELENBP1通过结合CDK2并促进其泛素化降解抑制结直肠癌细胞周期，从而抑制肿瘤生长。
张晓天|张东|刘启昌|曹志鹏|杨茹|李亮|洪润琦|胡志清|朱建康|陈瑞|牛庚明|韩善亮|柯崇伟|陈亮
复旦大学附属上海市第五人民医院普通外科，上海200240，中华人民共和国
摘要
硒结合蛋白1（SELENBP1）可能在结直肠癌（CRC）中起到肿瘤抑制基因的作用。然而，SELENBP1是否调节由周期依赖性激酶2（CDK2）控制的细胞周期进程仍不清楚。在此，我们基于之前的观察结果验证了SELENBP1与CDK2的细胞内结合。我们研究了SELENBP1对视网膜母细胞瘤蛋白（RB）信号通路激活和CDK2介导的细胞周期进程的调控作用。最后，我们探讨了SELENBP1抑制CDK2表达的分子机制。无论是外源诱导还是内源性表达的SELENBP1都能与培养的CRC细胞中的CDK2结合。SELENBP1抑制了CDK2的表达并激活了RB信号通路。研究表明，SELENBP1通过泛素化作用抑制细胞周期并抑制肿瘤生长。我们得出结论，SELENBP1作为一种潜在的肿瘤抑制相关基因，通过阻断间期和有丝分裂的连续性，并通过诱导CDK2的泛素化降解来抑制CRC中的肿瘤生长。
引言
结直肠癌（CRC）对全球人口构成了重大健康威胁[1]。尽管在过去几十年中，CRC的检测和治疗取得了显著进展，但许多患者仍会出现疾病进展和转移[2]。多种因素对CRC的发展和扩散的影响已得到广泛研究[[3],[4],[5]]。然而，有效治疗靶点的缺乏仍然是一个主要挑战。为了识别新的CRC治疗靶点，理解癌症发生和肿瘤发展的基本原理至关重要。
持续的增殖信号是癌症的一个关键特征。由于细胞生长和分裂周期的紊乱，癌细胞几乎具有无限的生长潜力[6,7]。周期蛋白和周期依赖性激酶（CDKs）是细胞周期的关键调节因子。促有丝分裂信号（如生长因子）会诱导周期蛋白和CDKs组装成活性复合物，这些复合物会磷酸化底物以促进细胞周期的转换。视网膜母细胞瘤（RB）肿瘤抑制基因是周期蛋白/CDKs的关键底物，它通过转录抑制E2F调控下的基因来调节细胞周期和细胞增殖，而这种抑制作用可以被CDK4/6-周期蛋白D和CDK2/周期蛋白E组成的复合体通过过度磷酸化和失活RB所拮抗（参见[[8],[9],[10],[11]]）。因此，CDK/周期蛋白复合物是抗癌治疗的有希望的靶点。临床前研究表明，CDK4/6抑制剂可以成功抑制RB的磷酸化和E2F靶基因。然而，其临床疗效仅在某些肿瘤类型中得到证实，这可能与RB信号通路完整有关[8,11]。此外，由于CDKs之间的功能冗余，靶向单个CDK可能会诱导补偿性细胞分裂[12]。这些观察结果提出了探索更有效控制异常细胞周期靶点的需求。
硒结合蛋白1（SELENBP1）是一种可以直接与硒结合的蛋白质，参与体内的多种生理过程，包括细胞分化和成熟[13,14]、蛋白质运输和分解[15,16]、H2S生成以及脂肪生成[17]。此外，我们团队之前的研究已经证明SELENBP1在CRC[13],[18],[19],[20]以及许多其他癌症[17],[21],[22],[23],[24],[25],[26],[27]中起到肿瘤抑制作用。在我们最近的研究中，我们发现SELENBP1通过结合DLL4并抑制Notch/DLL4信号通路来抑制CRC中的肿瘤血管生成，并确定了CDK2作为SELENBP1的另一个潜在结合伙伴[19]。然而，SELENBP1是否与CDK2相互作用从而阻碍CRC中的细胞周期进程仍不清楚。
在这项研究中，我们调查了SELENBP1与CDK2在CRC中的相互作用。我们证明了SELENBP1在体外和小鼠体内都能抑制肿瘤生长。同时，还研究了SELENBP1对CDK2介导的细胞周期进程的基本机制和调控作用。
部分摘录
免疫荧光（IF）染色和CRC组织微阵列（TMA）
本研究遵循了《赫尔辛基宣言》中的指南，并得到了上海市第五人民医院伦理委员会的批准。所有患者均提供了知情同意。临床样本收集、TMA制备和IF染色均按照之前的描述进行[19,28]。简而言之，TMA（武汉赛威生物技术有限公司，武汉，中国）使用抗SELENBP1、抗CDK2、抗周期蛋白E和抗Ki-67抗体进行了染色[29]。我们机构的专家病理学家进行了...
SELENBP1与CDK2相互作用并抑制细胞周期进程
先前的研究表明，SELENBP1可以抑制CRC细胞和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的生长[19,20]。此外，我们使用IP和质谱技术确定了CDK2是SELENBP1的潜在结合伙伴[19]。因此，我们旨在确定SELENBP1是否通过与CDK2相互作用来抑制细胞增殖。首先，我们进行了共IP分析以确认V5-SELENBP1和Flag-CDK2的细胞内结合。我们的结果表明SELENBP1与...
讨论
癌症基因组图谱（TCGA）数据库和先前的研究均报告称，SELENBP1在多种肿瘤类型中的表达受到抑制[18],[21],[22],[23],[25],[34],[35],[36],[37],[38]]。其中一些研究还表明，SELENBP1表达受到抑制与患者预后不良有关[18],[21],[22],[27],[35],[38]。此外，SELENBP1通过抑制肿瘤血管生成[19]、上皮间质转化（EMT）[20]、转移[20,39]、药物敏感性[37]、氧气消耗[21]等因素...
结论
在本研究中，我们发现了SELENBP1在CRC中的新功能，即通过促进CDK2的降解来抑制细胞周期进程并减缓肿瘤生长。因此，将SELENBP1重新引入肿瘤细胞可能代表了一种新型的个性化癌症治疗方法。
以下是与本文相关的补充数据。
CRediT作者贡献声明
张晓天：研究、数据分析、数据管理。张东：研究、数据分析、数据管理。刘启昌：研究、数据分析。曹志鹏：研究、数据分析。杨茹：数据分析、写作——审稿与编辑。洪润琦：研究、数据分析。胡志清：研究、数据分析。朱建康：研究、数据分析。牛庚明：概念构思。韩善亮：...
伦理指南
复旦大学附属上海市第五人民医院的机构伦理委员会批准了本研究方案，该方案遵循了《赫尔辛基宣言》的指南（伦理批准编号2017–097）。由于本研究的回顾性性质，不需要书面知情同意。
资助
上海闵行区卫生委员会（编号2020 MWDXK02）和闵行区高级专业医师培训计划（编号2020MZYS21）资助了这项研究。资金来源对研究设计、数据收集、分析、解释、写作或发表决定没有影响。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
