转录因子KLF4通过促进CYLD诱导的TEK去泛素化作用，抑制肺癌细胞的生长和转移

《Experimental Cell Research》：Transcription factor KLF4 inhibits lung cancer cell growth and metastasis by promoting CYLD-induced TEK deubiquitination

CYLD通过去泛素化调控TEK表达抑制肺癌细胞增殖转移，并验证KLF4-CYLD-TEK信号通路在肺癌中的调控作用。

　　

作者：宋梅 Lu、陈建兵、张伟、陈静梅

中国长治医学院和平医院放射治疗科

摘要

背景

圆柱瘤病（CYLD）已被发现作为一种肿瘤抑制因子参与肺癌（LC）的进展，但其相关的分子机制仍有待进一步阐明。

方法

通过qRT-PCR或Western blot检测CYLD、Kruppel样因子4（KLF4）和TEK受体酪氨酸激酶（TEK）的表达。利用ChIP检测、双荧光素酶报告基因检测和Co-IP检测验证CYLD与KLF4或TEK之间的相互作用。通过EdU检测、集落形成检测、Transwell检测和流式细胞术研究细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡。通过构建小鼠异种移植模型进一步验证KLF4/CYLD/TEK轴在体内的作用。

结果

在肺癌细胞和组织中CYLD的表达显著降低。转录因子KLF4能够结合CYLD的启动子区域，从而增强其转录和表达。KLF4过表达可抑制肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并促进凋亡，而这些效应在CYLD敲低后被消除。CYLD可通过去泛素化作用增加TEK的表达。TEK沉默可逆转CYLD上调对肺癌细胞生长和转移的抑制作用。动物实验表明，KLF4过表达通过激活CYLD/TEK轴显著抑制肺癌肿瘤的生长。

结论

KLF4激活的CYLD通过增加TEK的去泛素化作用抑制肺癌细胞的生长和转移，为肺癌潜在分子靶点的开发提供了新的调控轴。

引言

肺癌（LC）是一种起源于肺组织的恶性肿瘤，是全球发病率和死亡率最高的癌症之一。肺癌之所以位居前列，原因之一是它通常在晚期才被诊断出来，且预后较差。据统计，每年新发肺癌病例和肺癌死亡人数分别为250万和180万。尽管诊断和治疗方法不断更新，肺癌患者的生存率仍然不令人满意，仅为18%。因此，探索肺癌的发病机制以及新的诊断和治疗靶点具有重要意义。

肺癌复杂的分子发病机制涉及众多细胞过程的失调，其中翻译后修饰，特别是泛素化及其通过去泛素酶（DUBs）的逆转，已成为关键的调控机制。圆柱瘤病（CYLD）作为一种DUB，最初是在家族性圆柱瘤病中被发现的一种突变肿瘤抑制因子，它通过去除特定底物上的赖氨酸-63连接泛素链来抑制NF-κB和JNK通路。已有研究表明，CYLD在肺癌样本中的表达水平较低，其敲低可促进肺癌细胞的增殖；此外，低CYLD表达与肺癌患者的不良预后相关。本研究通过GEO数据库和UbiBrowser2.0软件筛选了肺癌样本中的关键泛素连接酶（E3）/DUB，发现CYLD是一个得分较高的DUB。然而，CYLD调控肺癌进展的分子机制仍需进一步阐明。

Kruppel样因子4（KLF4）属于锌指转录因子家族，在癌症发展中表现出环境依赖性作用。先前的研究表明，KLF4在肺癌进展中具有抗肿瘤作用，其过表达可抑制肺癌细胞的增殖和转移。通过JASPAR软件预测，我们发现KLF4与CYLD的启动子区域存在结合位点。然而，KLF4是否通过调控CYLD的转录来调节肺癌进展尚不清楚。TEK受体酪氨酸激酶（TEK，也称为TIE2）因其在血管生成过程中的关键作用而受到广泛关注，TEK过表达已被证实可抑制肺腺癌（LUAD）的表型特征。TEK的稳定性通常由泛素-蛋白酶体系统控制。通过数据库筛选，我们确定TEK是CYLD的去泛素化底物之一，但CYLD与TEK在肺癌中的相互作用尚未明确。

本研究通过整合分子、细胞和体内水平的各种研究方法，描绘了肺癌中全面的KLF4/CYLD/TEK信号通路，为理解肺癌的肿瘤抑制机制提供了新的框架。

部分内容摘录

目标筛选

从GEO数据库（访问号：GSE18842，包括46个肺癌组织和45个正常组织）中，在P<0.05且logFC>1的条件下获得差异表达基因（DEGs）。通过UbiBrowser2.0网站分析人类中的E3/DUB（http://ubibrowser.bio-it.cn/ubibrowser_v3/home/index）。使用Venn图分析两个数据库的交集基因。通过STRING网站显示交集基因的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络（https://cn.string-db.org/）。

CYLD在肺癌组织和细胞中的表达水平较低

GEO数据库（GSE18842）分析了肺癌样本中的3197个DEGs，从UbiBrowser2.0网站中筛选出105个E3/DUB。使用Venn图分析交集基因，共选出12个基因（图1A）。使用STRING数据库构建PPI网络（图1B），并利用Cytoscape软件进行可视化（图1C）。根据Cytoscape图中的度值（紫色部分），选择CYLD作为研究对象。与HBE细胞相比，CYLD...

讨论

几十年来，肺癌的发病率和死亡率仍对全球公共卫生构成重大挑战。因此，研究肺癌发展的调控机制至关重要。在许多癌症中，CYLD通过基因突变、表观遗传沉默或蛋白质降解而失活，导致细胞增殖失控、凋亡受阻、炎症加剧和转移增强。利用GEO数据库和UbiBrowser2.0软件...

CRediT作者贡献声明

陈静梅：撰写、审稿与编辑、数据可视化、研究设计、资金获取、概念构思。 张伟：方法学设计、数据管理。 陈建兵：软件应用、数据分析。 宋梅 Lu：初稿撰写、结果验证、项目监督、资源协调、项目管理。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

资助

无。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。