黒色腫におけるP53のユビキチンプロテアソーム経路媒介分解

ユビキチンプロテアソーム経路（UPP）は、タンパク質異化の原理メカニズムであり、生存と増殖に重要な細胞プロセスに影響を与えます。腫瘍抑制タンパク質P53のレベルは、UPPを介した分解による急速な転換により、細胞で非常に低いです。p53はヒト癌で変異していますが、ほとんどのヒト黒色腫は野生型の立体構造を維持しています。この研究では、UPP阻害剤Invitroおよびin vivoの効果を調査するために、ヒト黒色腫と同じ遺伝的変化を持つ遺伝子工学マウスモデル（GEMM）を使用しました。黒色腫細胞はマウス腫瘍から確立され、8b20細胞と名付けられました。8B20細胞をUPP阻害剤であるMG132およびClasto-LactocyStin-β-ラクトンで処理すると、p53のレベルが増加しましたが、非プロテソーム阻害剤での治療はp53レベルを変化させませんでした。UPP阻害剤は、8B20細胞における重い分子量ユビキチン化タンパク質、UPP阻害の特徴、およびp53特異的ポリユビキチン化生成物の形成を誘導しました。p53安定化のメカニズムをさらに解読するために、シクロヘキシミドで処理した細胞のp53の半減期を調査して、de novoタンパク質合成をブロックしました。Mg132で8b20細胞を処理すると、p53の半減期が増加しました。さらなる分析により、p53安定化はSer-15およびSer-20残基のリン酸化によって媒介されないことが明らかになりました。in vivoの研究では、MG132がp53の過剰発現を誘発し、腫瘍の成長を減少させ、メラノーマの制御におけるp53安定化の重要な役割を示唆していることが示されました。まとめると、私たちの研究は、GEMMを使用して、黒色腫治療の作用と有効性に対処するための原理の証明を提供します。

Ubiquitin proteasomal pathway (UPP) is the principle mechanism for protein catabolism and affects cellular processes critical for survival and proliferation. Levels of tumor suppressor protein p53 are very low in cells due to its rapid turnover by UPP-mediated degradation. While p53 is mutated in human cancers, most human melanomas maintain wild-type conformation. In this study, to investigate the effects of UPP inhibitor invitro and in vivo, we used a genetically-engineered mouse model (GEMM) that has the same genetic alterations as those of human melanomas. Melanoma cells were established from mouse tumors and named 8B20 cells. Treatment of 8B20 cells with the UPP inhibitors, MG132 and clasto-lactacystin-β-lactone, led to an increase in levels of p53 while treatment with non-proteasomal inhibitors did not alter p53 levels. UPP inhibitors induced formation of heavy molecular weight ubiquitinated proteins, a hallmark of UPP inhibition, and p53-specific poly-ubiquitinated products in 8B20 cells. To further decipher the mechanism of p53 stabilization, we investigated half-life of p53 in cells treated with cycloheximide to block de novo protein synthesis. Treatment of 8B20 cells with MG132 led to an increase in the half-life of p53. Further analysis revealed that p53 stabilization was not mediated by phosphorylation of Ser-15 and Ser-20 residues. In vivo studies showed that MG132 induced p53 overexpression and reduced tumor growth, suggesting an important role of p53 stabilization in controlling melanoma. Taken together, our studies provide a proof of principle for using a GEMM to address the mechanisms of action and efficacy of melanoma treatment.