肺癌是最常见的恶性肿瘤,致死率高,严重威胁着人类健康。阐明肺癌发生、发展的分子机制,寻找早期筛查与干预的靶标分子是肺癌研究领域的重要方向之一,对肺癌的诊治具有重要意义。抗体药物开发技术国家地方联合工程实验室李霞团队一直关注蛋白翻译后修饰在肿瘤等炎性疾病中的作用及机制研究。MAPK-p38信号通路调控细胞的增殖和迁移,在肿瘤的发生发展中起着重要作用,其中关键分子的蛋白翻译后修饰例如磷酸化、乙酰化等在此信号通路的传导中发挥重要调控作用。
12月6日,李霞团队在《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)杂志在线发表了题为“KDM5D histone demethylase mediates p38α inactivation via its enzymatic activity to inhibit cancer progression”的研究论文,该研究发现p38α存在新的甲基化修饰位点,去甲基化酶KDM5D通过其酶活性依赖的方式去除p38α的甲基化修饰从而造成p38α磷酸化下调且活性降低,减缓肺癌的发生、发展。该研究成果河南大学为唯一作者单位,青年骨干陈晶滢博士为第一作者,硕士研究生王艇为共同第一作者,李霞教授为独立通讯作者。
该研究阐释了组蛋白去甲基化酶KDM5D通过去除p38α的K165位甲基化从而抑制肺癌进展的分子机制。该研究前期通过蛋白质谱鉴定p38α的蛋白翻译后修饰位点入手,发现p38α K165位存在甲基化修饰。细胞和生化实验进一步发现该位点的甲基化可以促进p38α的磷酸化,从而提高p38 MAPK信号通路的活性。后期通过构建p38α野生型和突变体细胞株,经体内实验发现p38α K165位甲基化可以促进非小细胞肺癌的体内生长和转移。为了阐明p38α甲基化修饰的调控机制,利用Co-IP联合质谱分析发现,组蛋白去甲基化酶KDM5D与p38α存在同一复合物中,且p38α可以作为KDM5D的非组蛋白底物,然后通过构建KDM5D和p38α的双敲除细胞株,发现KDM5D发挥抑癌功能部分依赖于p38α的活性。值得注意的是,该研究通过免疫组化分析检测了临床样本中p38α K165位的甲基化修饰水平,结果发现p38α K165位的甲基化修饰水平与p38α的磷酸化呈正相关,且该位点的甲基化修饰水平与肺癌的临床分期亦成正相关。总之,该研究结果发现了p38α新的甲基化修饰位点,并找到了去除该位点甲基化修饰的酶KDM5D,阐明了KDM5D通过去除p38α的K165位甲基化从而抑制肺癌生长和转移的作用及机制,将为肺癌的诊治提供新的靶点和理论基础,且已授权国家发明专利。
陈晶滢,博士,硕士生导师。长期从事影响肺癌发生发展关键分子的翻译后修饰研究工作,主持参与国家级和省部级项目9项,获授权国家发明专利2项,以第一作者或通讯作者在PNAS、Carcinogenesis、Molecular Carcinogenesis、Translational Oncology等期刊发表SCI研究论文7篇。
李霞,教授,博士生导师,河南省特聘教授,河南省 C 类人才。中国免疫学会理事,中国生物医学工程学会理事。河南大学抗体药物开发技术国家地方联合工程实验室主任,基础医学院副院长,转化医学研究所所长。中国免疫学会青年学者奖获得者,中原科技创新青年拔尖人才,河南省青年科技奖获得者,河南省优秀青年基金获得者,河南省教育厅学术技术带头人。长期从事炎性疾病的免疫机理和转化应用研究等,主持国家自然科学基金-面上项目3项,作为第一参与人参与国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项1项和国家自然科学基金重点项目1项。获授权国家发明专利8项,以第一作者或通讯作者(含共同)在Nature Immunology、PNAS、Journal of Autoimmunity、Journal of Medicinal Chemistry等发表研究论文16篇,并且以共同作者在Nature、Nature Immunology、Cell Reports、The Journal of Immunology、The Journal of Biological Chemistry等期刊发表SCI研究论文12篇。参编高等教育出版社的《医学免疫学》双语第4版教材和《医学免疫学》第2版教材以及人民卫生出版社的《医学免疫学实验技术》第3版教材。入选《中国肿瘤生物治疗杂志》编委。