DSN1通过抑制FZR1介导的c-MYC泛素化来促进结直肠癌的转移

《Experimental Cell Research》：DSN1 Promotes Colorectal Cancer Metastasis by Inhibiting FZR1-Mediated Ubiquitination of c-MYC

DSN1通过稳定c-MYC蛋白并抑制FZR1泛素化促进结直肠癌侵袭转移，临床数据显示DSN1高表达与患者预后不良显著相关，机制研究揭示其通过调控c-MYC降解途径驱动肿瘤进展，为靶向治疗提供新思路。

　　

张晨凯|袁子明|胡汉清|王春林|王家琪|向军|张娜娜|李文阳|于松涛|达尼尔·加利乌林|阿尔图尔·伊巴图林|张浩|王桂宇

哈尔滨医科大学第二附属医院结直肠外科，中国哈尔滨

摘要

结直肠癌（CRC）仍然是全球癌症相关死亡的主要原因之一，这凸显了阐明其分子驱动因素的必要性。在这里，我们确定DSN1是CRC侵袭和转移的关键促进因子。通过对临床样本和公共数据集的分析，发现DSN1在CRC组织中显著上调，并与较差的总体生存率相关。功能实验表明，DSN1的敲低显著抑制了CRC细胞的迁移和侵袭，并减少了体内的转移。从机制上讲，DSN1的敲低加速了c-MYC蛋白的降解，而不影响其mRNA水平。环己酰胺追踪和蛋白酶体抑制实验证实，DSN1通过阻止c-MYC的泛素-蛋白酶体介导的降解来稳定c-MYC。我们进一步确定FZR1是c-MYC的E3连接酶，并显示DSN1与c-MYC竞争FZR1的结合位点，从而减弱了c-MYC的泛素化。拯救实验证实，c-MYC的过表达逆转了DSN1沉默的抗转移效应。总体而言，我们的发现揭示了一个DSN1–FZR1–c-MYC调控轴，该轴维持了c-MYC的稳定性并推动了CRC的进展，突显了DSN1作为潜在治疗靶点的价值。

引言

结直肠癌（CRC）是全球第三大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第二大原因，对全球健康构成了重大威胁[1]。近年来，由于人口老龄化和生活方式的转变，CRC的发病率持续上升[2]，这迫切需要对其发病机制和进展进行研究。CRC发展中的一个关键事件是结直肠腺瘤（CRAs）的恶性转化。我们的测序结果显示，CRC肿瘤与邻近组织之间的DSN1表达存在显著差异。此外，生物信息学分析表明DSN1可能作为CRC的预后生物标志物[3]。这些发现表明DSN1可能在结直肠肿瘤的进展中起关键作用。因此，我们试图阐明DSN1在CRC进展中的功能意义和分子机制。

DSN1是MIS12着丝粒蛋白复合体的一个保守成分，对于有丝分裂期间准确的着丝粒组装和正确的染色体-纺锤体连接至关重要[2]，[4]。因此，DSN1的表达直接影响有丝分裂的准确性和细胞周期调控，从而影响细胞的增殖和转移潜力。以往的研究主要集中在DSN1的泛癌症和免疫相关作用上，将其作为预后生物标志物[5]，[6]，用于预测肝细胞癌[7]、乳腺癌[8]和低级别胶质瘤[9]的肿瘤生物学行为。除了肿瘤微环境外，新兴证据表明DSN1在非恶性环境中也可能发挥关键生物学作用。例如，在感染高风险人乳头瘤病毒（HPV）的非癌性食管组织中，DSN1的表达呈上升趋势，表明DSN1参与早期致癌过程的调控[10]。关于CRC肿瘤中DSN1的研究主要集中在DSN1的表达及其上游转录调控[6]，[11]，[12]，而对DSN1通过哪些下游分子机制驱动CRC进展的探索有限。

c-MYC是一个公认的致癌基因，它通过转录调控广泛的下游靶基因来促进肿瘤的增殖和迁移[13]，[14]，[15]。其蛋白质周转主要由泛素-蛋白酶体途径控制[16]，[17]，该途径在调节肿瘤进展中起着关键作用。几种E3泛素连接酶——包括SKP2、FBXW7、CHIP和TRIM32——已被证明可以泛素化并促进c-MYC的降解，从而发挥肿瘤抑制作用[18]。

FZR1（fizzy和细胞分裂周期20相关1，也称为CDH1）和CDC20是细胞命运决定和肿瘤发生的关键调节因子[19]。FZR1作为E3泛素连接酶，靶向多种底物，包括有丝分裂和S期周期蛋白[20]、有丝分裂激酶[21]和DNA复制因子[22]。尽管FZR1在胰腺[23]、乳腺癌[24]，[25]和前列腺癌[26]中的研究较为广泛，但其在CRC肿瘤中的作用仍不甚清楚。我们对TCGA和GEO数据集（GSE44076，GSE21510）的分析显示，与正常黏膜相比，CRC组织中的DSN1表达显著升高，并与较差的预后相关。虽然以往的研究主要集中在DSN1的表达及其上游调控因子上，但我们的发现表明，DSN1的沉默显著抑制了CRC细胞的侵袭和转移潜力。从机制上讲，我们观察到DSN1的敲低导致MYC通路的显著下调。进一步的研究表明，CRC细胞中的MYC降解通过泛素-蛋白酶体途径发生[27]，而DSN1通过破坏FZR1和MYC之间的相互作用来阻碍这一过程，从而稳定MYC蛋白水平。

部分摘录

组织收集

从哈尔滨医科大学第二附属医院接受手术的患者中收集了配对的结直肠癌（CRC）和邻近非肿瘤组织。所有入选患者在样本收集前均未接受化疗或放疗。恶性组织和匹配的非恶性组织的组织病理学诊断由两位合格的病理学家独立确认。所有程序均在书面知情同意下进行，并得到了

DSN1在结直肠癌（CRC）中异常过表达，其上调表达与较差的总体生存率相关

我们首先对六组配对的正常和肿瘤结直肠组织进行了转录组分析，并使用热图可视化了差异表达基因。发现DSN1在CRC组织中显著上调（图1A）。使用GEPIA2数据库（http://gepia2.cancer-pku.cn）进行的泛癌症分析进一步证实，DSN1在多种肿瘤类型中显著过表达，尤其是在结直肠肿瘤中表达水平最高（p<0.05；图1B–C）[28]。这些结果

讨论

结直肠癌（CRC）是全球主要的健康负担之一，也是最常见的恶性肿瘤之一。由于人口老龄化和生活方式的变化，其发病率持续上升[2]，这迫切需要阐明其发病机制和进展。我们的分析显示，DSN1在结直肠肿瘤中显著上调。虽然以往的研究主要集中在DSN1的表达及其上游调控机制[11]，[29]，但其下游信号通路和

CRediT作者贡献声明

张娜娜：写作 – 审稿与编辑、验证、监督、软件使用、正式分析。李文阳：写作 – 审稿与编辑、可视化、验证、研究。王家琪：写作 – 审稿与编辑、验证、监督、方法学、研究、概念化。向军：写作 – 审稿与编辑、可视化、验证、监督、研究、概念化。胡汉清：写作 – 审稿与编辑、验证、监督、研究、资金获取，

数据和材料的可用性

本研究使用和/或分析的数据可向相应作者提出合理请求后获得。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

出版同意

不适用

伦理批准和参与同意

所有实验程序均按照哈尔滨医科大学第二附属医院（中国哈尔滨）伦理委员会的批准指南进行。动物实验遵循该机构动物护理和使用委员会的协议。人类标本是在所有患者的知情同意下获得的，研究得到了医院伦理委员会的批准（批准编号：YJSDW2024-249）。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（Dr. 王桂宇）的62276084项目、国家自然科学基金（Dr. 王桂宇）的U23A20482项目、黑龙江省自然科学基金（Dr. 王桂宇）的ZL2024H009项目以及国家科技部重大科技项目（Dr. 王桂宇）的2024ZD0520305项目的支持。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

不适用