AnxA6的SUMO化修饰促进EGFR-PKCα复合物形成以抑制上皮性肿瘤生长

SUMOylation of AnxA6 facilitates EGFR-PKCα complex formation to suppress epithelial cancer growth.

作者信息Zenghua Sheng, Xu Cao, Ya-Nan Deng, Xinyu Zhao, Shufang Liang
PMID37528485
发布时间2023-08-01
DOI10.1186/s12964-023-01217-x

实验完整度

包含体外细胞实验(SUMO化鉴定、位点突变、信号通路分析、增殖迁移实验)、体内异种移植模型及临床相关EGFR突变实验,证据层级丰富。

主要模型

HeLa细胞 A431细胞 HEK293T细胞 BALB/c裸鼠异种移植模型

重点核对

AnxA6 SUMO化位点K299突变(AnxA6K299R) EGF刺激浓度和时间 SUMO化抑制剂2-D08或ML792处理 吉非替尼处理浓度和时间 细胞系和异种移植肿瘤模型

摘要

AnxA6蛋白已知在EGF刺激下抑制表皮生长因子受体(EGFR)-细胞外信号调节激酶(ERK)1/2信号通路。然而,AnxA6灭活EGFR和ERK1/2磷酸化的生化机制在癌细胞中尚未完全阐明。方法:细胞瞬时共转染pFlag-AnxA6、pHA-UBC9和pHis-SUMO1质粒,通过免疫沉淀富集SUMO化的AnxA6,并用SUMO1抗体通过Western blot检测AnxA6的SUMO化修饰水平。比较化学SUMO化抑制剂处理后AnxA6的SUMO化水平。进一步通过LC-MS/MS和氨基酸位点突变验证鉴定AnxA6 SUMO化位点。通过含有靶向AnxA6的shRNA的pLKO.1慢病毒转染HeLa细胞沉默AnxA6基因,而通过携带AnxA6或突变体AnxA6K299R质粒的Lenti-Vector在A431细胞中过表达AnxA6基因。此外,构建突变质粒pGFP-EGFRT790M/L858R以测试AnxA6对EGFR突变诱导的信号转导的调控。此外,通过CCK8、集落形成和伤口愈合实验评估AnxA6敲低或过表达后HeLa和A431细胞的增殖、迁移和吉非替尼化疗敏感性。并在上皮癌细胞异种移植裸鼠模型中测量体内致瘤性。结果:AnxA6明显被SUMO1在赖氨酸(K)残基上修饰,K299是上皮癌细胞中AnxA6的一个关键SUMO化位点。与野生型AnxA6相比,AnxA6敲低及其SUMO位点突变体AnxA6K299R在EGF刺激下对EGFR-ERK1/2去磷酸化的抑制作用较弱。SUMO化的AnxA6在EGF诱导下倾向于与EGFR结合,这促进了EGFR-PKCα复合物的形成,从而降低EGF诱导的EGFR-ERK1/2磷酸化和cyclin D1表达。同样,AnxA6 SUMO化抑制突变EGFR的去磷酸化,从而阻碍EGFR突变相关的信号转导。此外,AnxA6敲低或K299突变体AnxA6K299R使AnxA6失去抑制肿瘤进展的能力,导致上皮癌细胞对吉非替尼产生耐药性。在上皮癌细胞异种移植裸鼠模型中,来源于AnxA6敲低或AnxA6K299R突变表达细胞的肿瘤重量和大小远大于AnxA6表达细胞的肿瘤。结论:除了EGFR基因突变外,EGFR结合蛋白AnxA6的SUMO化修饰在介导上皮癌细胞生长和吉非替尼药物效应中也发挥关键作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
AnxA6的SUMO化修饰如何调控EGFR信号通路及其在上皮性肿瘤生长和吉非替尼敏感性中的作用?
核心机制
AnxA6在K299位点被SUMO1修饰,促进其与EGFR结合,进而促进EGFR-PKCα复合物的形成,导致EGFR-ERK1/2磷酸化受抑和cyclin D1表达降低,抑制细胞增殖和迁移,增强吉非替尼疗效。
主要证据
通过免疫沉淀和Western blot证实AnxA6的SUMO化修饰;K299R突变削弱其对EGFR-ERK1/2的抑制作用;体外增殖、迁移实验和异种移植模型表明SUMO化AnxA6抑制肿瘤生长。
研究意义
本研究揭示了AnxA6 SUMO化修饰作为EGFR结合蛋白的一种新的调控机制,可能成为EGFR-TKI耐药的新靶点,为癌症治疗提供潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证AnxA6 SUMO化修饰

确定AnxA6是否被SUMO化修饰以及主要SUMO化位点。

通过共转染pFlag-AnxA6与pHA-UBC9及pHis-SUMO1/2/3,免疫沉淀富集SUMO化AnxA6,Western blot检测SUMO1修饰;使用SUMO化抑制剂处理观察水平变化;通过LC-MS/MS和点突变确认K299为主要位点。

2

AnxA6 SUMO化对EGFR/ERK信号通路的影响

探究AnxA6 SUMO化是否调节EGFR/ERK通路。

在HeLa和A431细胞中过表达野生型AnxA6或AnxA6K299R,EGF刺激后检测pY-EGFR和p-ERK1/2水平;通过IP检测EGFR-PKCα和AnxA6-EGFR相互作用。

3

AnxA6 SUMO化对EGFR突变信号的影响

评估AnxA6 SUMO化是否影响EGFR T790M/L858R突变信号。

在AnxA6敲低或过表达的HeLa/A431细胞中表达突变EGFR,EGF刺激后检测pY-EGFR和p-ERK1/2水平,并分析EGFR-PKCα相互作用。

4

细胞增殖和迁移功能实验

考察AnxA6 SUMO化对细胞增殖和迁移的影响。

使用CCK8、集落形成和伤口愈合实验检测AnxA6敲低或过表达(野生型或K299R)对EGF刺激下的细胞增殖和迁移的影响。

5

吉非替尼敏感性实验

评估AnxA6 SUMO化是否影响吉非替尼的疗效。

在不同浓度的吉非替尼处理下,检测AnxA6敲低或K299R突变细胞系的细胞活力、集落形成和迁移能力,并检测EGFR/ERK信号。

6

体内异种移植肿瘤模型

验证AnxA6 SUMO化对体内肿瘤生长的影响。

将HeLa或A431细胞(野生型或AnxA6敲低/K299R)皮下注射到裸鼠,测量肿瘤体积和重量,并分析分子标志物。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
人重组EGFSino Biological10605-HNAE
ML792MedChemexpressHY-108702
2-D08MedChemexpressHY-114166
吉非替尼MedChemexpressHY-50895
嘌呤霉素MedChemexpressHY-B1743A
N-乙基马来酰亚胺MedChemexpressHY-D0843
抗Flag M2亲和凝胶SigmaA2220
蛋白A磁珠Bio-Rad161-4013
抗Myc抗体Abcamab18185
抗EGFR抗体Santa Cruzsc-373746
抗AnxA6抗体Santa Cruzsc-166807
抗Flag抗体HuaBioBX00086
抗HA抗体HuaBioBX00069-C3
抗His抗体HuaBioBX00085-C3
抗SUMO1抗体HuaBioET1606-53
抗UBC9抗体HuaBioET1610-21
抗pY-EGFR(1086)抗体HuaBioET1612-30
抗p-ERK1/2抗体HuaBioET1610-13
抗ERK1/2抗体HuaBioET1601-29
抗细胞周期蛋白D1抗体HuaBioSA38-08
抗β-tubulin抗体ZsbioTA-10
抗β-actin抗体ZsbioTA-09
正常IgG抗体BeyotimeA7016
Lipofectamine2000转染试剂Life Technologies11,668-019
Easy nano-LC1000高效液相色谱系统Thermo Scientific--
Q-Exactive质谱Thermo Scientific--
PVDF膜----
增强化学发光试剂Millipore--
Leica DM 2000显微镜Leica--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系:HEK293T、HeLa、A431;培养基:DMEM或RPMI-1640,10% FBS;培养条件:37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
SUMO化检测
共转染质粒pFlag-AnxA6、pHA-UBC9、pHis-SUMO1;转染时间48小时;免疫沉淀使用抗Flag M2亲和凝胶
阅读提示:Materials and methods: Immunoprecipitation; Fig. 1
EGF刺激
EGF浓度:100 ng/mL或200 ng/mL;刺激时间:3分钟或5分钟;刺激前血清饥饿过夜
阅读提示:Materials and methods: Cell culture; Results: 图3、图4、图5
SUMO化抑制剂处理
2-D08 (150 μM) 或 ML792 (10 μM) 处理24小时
阅读提示:Materials and methods: Reagents and antibodies; Fig. 1C-D
细胞增殖和迁移
CCK8:2×10^3细胞/孔,培养120小时;集落形成:1000细胞/孔,培养14天;伤口愈合:刮痕后EGF处理36小时
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation, Wound healing assays
吉非替尼处理
吉非替尼浓度:HeLa 0-40 μM处理48小时;A431 0-30 μM处理24小时
阅读提示:Results: 图6
体内异种移植
5×10^6细胞皮下注射到5周龄雄性BALB/c裸鼠(n=5);肿瘤体积监测时间点
阅读提示:Materials and methods: Xenograft tumor model