广州医科大学附属肿瘤医院蒋丽丽/杨建安团队揭示PI16在抑制膀胱癌转移中的重要作用

2023年7月31日，广州医科大学附属肿瘤医院蒋丽丽、杨建安研究团队在Cellular & Molecular Biology Letters，IF 8.3上在线发表了题为“Peptidase inhibitor (PI16) impairs bladder cancer metastasis by inhibiting NF-κB activation via disrupting multiple-site ubiquitination of NEMO”的文章。研究表明，PI16通过抑制肿瘤生长和转移在BLCA中发挥肿瘤抑制作用，PI16可能作为转移性BLCA的潜在生物标志物。

膀胱癌(BLCA)是发生在膀胱粘膜上皮的常见恶性肿瘤，由于疾病的侵袭性进展和早期转移，导致BLCA患者预后较差。因此，迫切需要确定负责转移性BLCA的关键分子机制，以提高早期诊断和治疗。肽酶抑制剂16 (PI16)是一种富含半胱氨酸的蛋白，广泛表达于人体组织中。研究表明，PI16参与细胞外基质调控，是一种肿瘤抑制基因，可作为前列腺癌新的独立预后标志物。然而，PI16在BLCA进展中的作用尚需探究。

1、PI16在体内外抑制BLCA的致瘤性和转移进展

研究发现BLCA中PI16的下调与患者预后不良相关，为进一步证实PI16的生物学作用，作者使用了小鼠体内模型。IVIS成像显示，PI16过表达抑制肿瘤生长，而PI16敲低促进肿瘤生长；过表达PI16的肿瘤生长速度较慢，体积更小/更轻，PI16敲除的肿瘤更大/更重,且具有高度侵袭性。在转移模型中，注射过表达PI16细胞的小鼠很少发生肺转移，而注射了敲低PI16细胞的小鼠有更多的转移，提示PI16在体内抑制BLCA的侵袭和转移。在体外，作者建立了稳定的PI16过表达或敲低的T24和5637细胞，发现过表达PI16抑制细胞活力和生长，而敲低PI16促进细胞活力和生长，且增加侵袭性。此外，过表达PI16抑制了小管的形成，而敲低PI16促进了HUVEC的迁移，表明PI16抑制BLCA在体外的迁移和侵袭。综上，PI16在体内和体外均能抑制BLCA细胞的致瘤性、血管生成、侵袭和转移，PI16可能在BLCA中起肿瘤抑制作用。

2、PI16通过阻断ANXA1依赖性NEMO泛素化抑制NF-κB信号传导

作者研究发现过表达PI16可以抑制NF-κB信号传导，而敲低PI16激活NF-κB信号传导。共免疫沉淀(co-IP)和质谱分析鉴定出ANXA1是与PI16相互作用的蛋白，ANXA1敲低可减弱PI16介导的NF-κB抑制，但ANXA1和NEMO蛋白水平不随PI16的表达而改变。据报道，沉默ANXA1可以阻止NEMO与RIP1之间的相互作用，进而抑制NF-κB的激活。作者研究发现PI16与NEMO相互作用，NEMO识别K63和M1连接的多泛素化，这对于激活NF-κB信号传导至关重要。K63-Ub和M1-Ub随着PI16过表达而减少，但随着PI16敲低而增加，而ANXA1敲低挽救了这种减少。Co-IPs显示过表达PI16降低NEMO K63-Ub和M1-Ub，ANXA1敲低补充NEMO K63-Ub和M1-Ub。此外，下调ANXA1可减轻PI16过表达导致的运动性和侵袭性降低。综上，PI16通过依赖ANXA1的NEMO多位点泛素化抑制NF-κB信号传导。

3、PI16通过抑制LUBAC表达抑制NEMO泛素化和NF-κB活化

K63连接的泛素化招募线性泛素组装复合物( LUBAC )，产生M1连接的泛素化。LUBAC结合NEMO，诱导IKK复合物改变并激活NF-κB信号激活。研究发现HOIP、HOIL-1和Sharpin随着PI16过表达而降低，而随着PI16敲低而升高，ANXA1的下调挽救了这种减少。LUBAC抑制剂HOIPIN-8以剂量依赖的方式降低PI16敲除引起的NF-κB活化，HOIPIN-8还能抑制PI16敲低引起的运动和侵袭，表明LUBAC介导了PI16抑制的NF-κB和运动和侵袭。综上所述，PI16作为BLCA的抑制因子，通过ANXA1依赖性抑制NEMO K63和M1泛素化，抑制NF-κB，最终抑制侵袭和转移。

本研究发现PI16通过ANXA1依赖的NEMO泛素化抑制NF-κB的活性，在抑制BLCA肿瘤的发展和转移过程中发挥重要作用。这些发现为转移性BLCA的分子机制提供了有价值的见解，并提示PI16可能是一个有前途的诊断和治疗靶点，进一步研究PI16在BLCA中的作用将有助于开发新的治疗策略。