IER5L通过TRAF7介导的泛素化作用促进p53降解，从而推动EMT进程及结直肠癌的恶性发展

《Cellular Signalling》：IER5L promotes p53 degradation via TRAF7-mediated ubiquitination to facilitate EMT and colorectal cancer malignancy

　　

摘要

结直肠癌是全球范围内导致癌症相关死亡的主要病因之一。目前尚未明确即刻早期反应5样蛋白（IER5L）在结直肠癌中的作用。本研究探讨了IER5L在结直肠癌中的表达情况、生物学功能及分子机制。研究发现，IER5L在肿瘤组织及细胞系中显著过表达，且其高表达与患者预后不良相关。功能实验表明，IER5L能够在体外和体内促进结直肠癌细胞的增殖、迁移、侵袭、上皮间质转化以及肝转移。从机制上来看，IER5L会直接与E3泛素连接酶TRAF7结合，这一相互作用促使肿瘤抑制因子p53发生K48位点连接的泛素化，进而被蛋白酶体降解。恢复p53的表达可逆转IER5L引发的恶性表型。通过敲低TRAF7或改变其第451位赖氨酸这一关键的IER5L结合位点，也可消除IER5L的效应。IER5L–TRAF7–p53轴是此前未被发现的推动结直肠癌进展的因素。这些研究结果为该疾病提供了机制上的见解，并为潜在的治疗靶点提供了依据。

引言

结直肠癌仍是全球最常见的恶性肿瘤之一，也是导致癌症相关死亡的重要原因[1]、[2]。尽管在外科切除、化疗以及靶向治疗方面取得了进展，但患有转移性或复发性疾病患者的预后依然不佳[3]、[4]。结直肠癌的分子异质性导致了不同的临床结局和治疗耐药性，因此亟需找到能够作为预后标志物或治疗靶点的肿瘤进展关键调控因子[5]、[6]。越来越多的证据表明，多种表观遗传和信号传导调节因子与结直肠癌的发病机制有关。例如，长非编码RNA LINC00483可通过miR-601/TSPAN8通路发挥致癌作用[7]，而PF-04449913这类药物则能通过ERK/p65/MMP9通路抑制结直肠癌的增殖和转移[8]。阐明这类调控因子的生物学功能及其作用机制，对于制定更有效的干预策略至关重要[9]、[10]。

即刻早期反应5样基因IER5L属于IER家族，该家族成员已知参与细胞对压力、生长因子以及DNA损伤的反应[11]、[12]。虽然已有研究表明某些IER家族成员与多种癌症相关，但IER5L在结直肠癌中的表达模式、生物学作用及分子机制尚未被明确[13]、[14]。与此同时，肿瘤抑制因子p53在结直肠癌中常常处于失活状态，其功能丧失与肿瘤的侵袭性增强以及患者预后不良密切相关[15]、[16]。p53失活的一个主要机制是通过泛素-蛋白酶体途径加速其降解，这一过程通常由E3泛素连接酶介导，而这些连接酶可能被致癌因子调控或劫持[17]、[18]。然而，在结直肠癌中促进p53异常降解的具体上游信号及相互作用因子仍不明确。

在本研究中，我们系统地研究了IER5L在结直肠癌进展中的作用及其与p53通路的功能关联。我们利用公共数据集、临床样本以及细胞模型，首先分析了IER5L的表达水平及其与患者预后的关系。随后通过功能获得和功能缺失实验，评估了IER5L对癌细胞增殖、迁移、侵袭以及上皮间质转化等恶性表型的影响，这些实验均在体外和体内进行。为揭示其分子机制，我们结合了转录组分析、共免疫沉淀、泛素化检测以及分子动力学模拟，以确定IER5L下游的关键介质及相关的翻译后修饰类型。

我们的研究结果表明，IER5L在结直肠癌组织中显著过表达，且其高表达与患者预后不良相关。功能实验显示，IER5L能在体外促进结直肠癌细胞的增殖、迁移、侵袭以及上皮间质转化，同时在体内也能推动肿瘤生长和肝转移。从机制上讲，IER5L会直接与E3泛素连接酶TRAF7结合，进而促使p53发生K48位点连接的泛素化，随后被蛋白酶体降解。这种降解对于IER5L引发的恶性表型至关重要，因为恢复p53的表达即可逆转这些致癌效应。此外，我们还发现TRAF7的第451位赖氨酸是其与IER5L相互作用的关键位点。总体而言，我们的研究确立了IER5L–TRAF7–p53信号轴作为此前未被发现的结直肠癌进展调控因子，并为针对这一通路开展治疗提供了理论依据。

章节节选

细胞培养

人类结直肠癌细胞系（HCT116TP53野生型、KRAS突变型；RKOTP53野生型、BRAF突变型；SW480、SW620、HT29、DLD-1）以及NCM460细胞均在含有10%胎牛血清和抗生素的DMEM培养基中培养，培养温度为37℃，环境二氧化碳浓度为5%。培养基每2至3天更换一次。当细胞密度达到80%–90%时，使用胰蛋白酶-EDTA处理细胞使其脱落，随后中和并离心。细胞可按1:3的比例传代，也可直接用于接种。如需冷冻保存，则将处于对数生长期的细胞与10% DMSO混合，以1℃/分钟的速度冷却至-80℃，之后储存在液氮中。

IER5L在结直肠癌组织中高表达且与预后不良相关

通过对GSE39582数据集的分析，我们发现IER5L在结直肠癌组织中显著过表达，且其高表达与患者预后更差相关（图1A、B）。对12组配对的结直肠癌组织及其邻近正常组织进行的蛋白质水平分析也显示，结直肠癌组织中的IER5L蛋白表达明显高于正常组织（图1C），这一结论也得到了免疫组化检测的进一步支持（图1D）。同样，IER5L蛋白在

讨论

结直肠癌依然是全球最为常见的恶性肿瘤之一，因此找到新的肿瘤进展驱动因子对于优化预后评估和制定有效治疗方案具有重要意义[19]、[20]。在本研究中，我们发现IER5L是一种此前未被认识到的结直肠癌致癌因子，它可通过TRAF7介导的泛素化作用以及随后的p53蛋白酶体降解，促进肿瘤的生长、转移以及上皮间质转化。我们的研究不仅明确了IER5L的

CRediT作者贡献说明

Guoyu-Li：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、可视化、软件应用、方法学设计、资金获取、数据整理、概念构思。Xudong-Yang：写作——审阅与编辑、软件应用、方法学设计、数据整理。Qing-Feng：写作——审阅与编辑、软件应用、方法学设计、数据整理。Enshan-Zhu：写作——审阅与编辑、软件应用、方法学设计、数据整理。Lixing-Zhang：写作——审阅与编辑、软件应用、方法学设计、数据整理。Rong-Ding：写作——审阅

伦理声明

本研究已获得昆明医科大学第三附属医院伦理委员会的批准（伦理审批编号：KYCS2025–109）。所有涉及人类受试者的实验均遵循该机构及国家研究委员会的伦理标准，同时符合1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修订版本的相关规定或同等伦理标准。

本研究还获得了昆明医学

资助情况

昆明医科大学研究生创新基金（编号：2025B031）。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

Guoyu-Li| Xudong-Yang| Qing-Feng| Enshan-Zhu| Lixing-Zhang| Rong-Ding| Xuan-Zhang| Xiaoqiong-Chen| Yunfeng-Li

中国云南省昆明市昆明医科大学第三附属医院、云南癌症医院、北京大学肿瘤医院云南院区，结直肠外科