Ras-MAPK的抑制通过mTOR介导的蛋白质合成抑制作用，导致结直肠癌中AXIN1的表达下降

《Cell Communication and Signaling》：Ras-MAPK inhibition induces AXIN1 loss in colorectal cancer by mTOR associated suppression of protein synthesis

　　

摘要

背景

AXIN1是结直肠癌（CRC）中许多致癌途径的核心调控节点。作为β-连环蛋白降解复合体的主要支架蛋白和最稀有的组成部分，AXIN1水平的变化严格调控着Wnt信号通路的活动。除了Wnt信号通路之外，其他癌症途径如何调节细胞内的AXIN1水平目前尚未完全明了。

方法

本研究使用结直肠癌细胞系以及小鼠和患者来源的肠道和癌类器官作为模型系统。通过免疫印迹（immunoblot）、定量PCR（qPCR）和RNA测序（RNA-seq）技术分析了药物干预后AXIN1水平的变化。利用泛素亲和免疫沉淀实验（ubiquitin-affinity immunoprecipitation assays）和质谱分析（mass spectrometry）来确定AXIN1丢失的机制。为了研究其对蛋白质合成的影响，我们还进行了多聚体（polysome）和核糖体（ribosome）分析（Ribo-seq）。

结果

我们发现，使用临床批准的MEK1/2抑制剂靶向Ras-MAPK通路可导致一系列CRC细胞系和患者来源的癌类器官中AXIN1的表达下降。与GSK3抑制剂不同，MEK1/2抑制剂既不影响AXIN1的蛋白质稳定性，也不改变其翻译后修饰，仅导致AXIN1转录水平轻微降低。同时使用tankyrase抑制剂可以部分防止MEK1/2抑制剂引起的AXIN1丢失。通过使用同源CRC细胞系和小鼠肠道类器官，我们发现APC蛋白的截短会显著降低细胞内的基础AXIN1水平，但不会改变MEK1/2抑制剂作用后的AXIN1丢失动态。多聚体分析和Ribo-seq结果显示，MEK1/2抑制剂通过mTOR相关通路抑制整体蛋白质合成。这种翻译抑制作用足以导致AXIN1的显著丢失，因为mTOR或S6K抑制剂的治疗效果与MEK1/2抑制剂相似。

结论

我们的研究表明，AXIN1蛋白的稳态在蛋白质合成水平上受到Ras-MAPK信号通路的严格调控，而MEK1/2抑制剂通过全局翻译抑制作用导致AXIN1的丢失。