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基于蛋白质组学分析揭示癌症发生机制的研究思路
发布时间:2020-07-29 浏览次数:6794
今年 7 月,University of California 和西湖大学合作在《Cell Reports》上发表了一篇文章——《MAP4K Interactome Reveals STRN4 as a Key STRIPAK Complex Component in Hippo Pathway Regulation》。他们通过分析 MAP4Ks 的互作蛋白组数据,找到 STRIPAK 复合物中另一可能参与 Hippo 通路调控的关键蛋白,并对其调控的分子机理进一步进行了验证,鉴定出 Hippo 通路新的调控因子——STRN4。

今年 7 月,University of California 和西湖大学合作在《Cell Reports》上发表了一篇文章——《MAP4K Interactome Reveals STRN4 as a Key STRIPAK Complex Component in Hippo Pathway Regulation》。他们通过分析 MAP4Ks 的互作蛋白组数据,找到 STRIPAK 复合物中另一可能参与 Hippo 通路调控的关键蛋白,并对其调控的分子机理进一步进行了验证,鉴定出 Hippo 通路新的调控因子——STRN4。

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模式图

通过大规模的组学筛选可以快速全面的定位到自己感兴趣的目标,大大缩短实验周期。因此,实验前期通过蛋白质组学的大数据分析筛选兴趣蛋白,后期结合一些机制研究手段是目前做基础研究。但是,在蛋白质组学数据筛选中,高假阳性率是很令人头疼的问题。这篇文献中使用的蛋白质筛选体系,通过增加生物学重复,并设置多组对照试验,明显降低了假阳性结果的产生,所得到的结果在后续验证时匹配度较高,值得借鉴。


研究背景

Hippo 通路先在果蝇中被鉴定并阐明,是一种通过抑制细胞增殖、促进细胞凋亡来调控器官 / 机体大小的保守信号通路,在控制机体正常生长发育和抑制癌症发生过程中具有重要意义。在哺乳动物 Hippo 通路中,MAP4K1/2/3/4/6/7(Mitogen-activated protein kinase kinase kinase kinase)与另外两个 STE20-like 激酶 MST1/ 2 同时作用将两个 ACG 丝氨酸 / 苏氨酸激酶 LATS1/ 2 磷酸化并激活。在磷酸化后,LATS1/ 2 和其接头蛋白 MOB1A/ B 依次磷酸化下游效应因子 YAP 和 TAZ。14-3- 3 蛋白可以识别磷酸化的 YAP/TAZ,并将其运送到细胞质中,在蛋白酶体中被 β -TRCP E3 连接酶复合物降解。当 Hippo 通路被抑制时,未磷酸化的 YAP/TAZ 被释放到细胞核中,与 TEAD1- 4 转录因子形成复合物,调控细胞增殖和存活相关基因的转录。在果蝇和人类细胞中发现,STRIPAK 复合体中的成员——SLMAP 蛋白能够抑制 MST1/ 2 的活性,负调控 Hippo 通路。

虽然已有研究表明 MAP4K 家族参与调节 Hippo 通路,但是关于 MAP4Ks 调控的分子机理尚未被阐明。




研究路线

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研究结果

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图 1 人 MAP4K 蛋白互作网络的集成图

实验在 TAP-MS 筛选过程中,设置了 14 个实验组,20 个空载体对照,1806 个标签载体对照,将符合 MUSE score>0.8 且 raw spectra counts>1 的靶标列作为高置信度互作蛋白,构建人 MAP4K 蛋白互作网络(图 1)。随后通过反向 TAP-MS 和 Pull-down 等试验进一步向我们证实了 MAP4K 蛋白互作网络的准确度。

接着作者通过对 MAP4ks 互作蛋白质组数据的筛选,找到了 STRIPAK 复合物另一个蛋白——STRN4,作者猜测 STRN4 可能会通过影响 MAP4Ks 的活性参与对 Hippo 途径的调节,发挥与 SLMAP 相同的作用。因此,作者首先通过 Pull-down 实验证实 STRN4 与 Hippo 途径中的 MAP4K4 确实存在相互作用,并进一步通过敲除 / 过表达 STRN4 的手段检测下游磷酸化水平、下游基因的表达、YAP 的细胞定位以及腺泡大小的改变,证明 STRN4 主要通过 WD 重复结构域发挥对 Hippo 途径的负调控作用(图 2)。

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图 2 STRN4 负调控 Hippo 通路

作者将 STRN4YAP 在子宫内膜癌背景下的表达进行关联分析,提示 STRN4 可能是人类子宫内膜癌的潜在致癌因子。


结论

STRN4 是由 MAP4Ks 的 TAP-MS 筛选得到的蛋白,作者一开始猜测 STRN4 是通过与 MAP4Ks 互作,抑制 MAP4Ks 的活性来负调控 Hippo 途径。但是,在后面的机制研究中,作者虽然证明了 STRN4 能够负调控 Hippo 通路,但对于 STRN4 是如何抑制 MAP4Ks 活性的分子机制并未阐明。


参考文献:Seo G, Han H, Vargas RE, Yang B, Li X, Wang W. MAP4K Interactome Reveals STRN4 as a Key STRIPAK Complex Component in Hippo Pathway Regulation. Cell Rep. 2020;32(1):107860. doi:10.1016/j.celrep.2020.107860


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