CSN5/JAB1結腸直腸癌細胞でWNT阻害剤DKK1を抑制します

COP9シグナソーム（CSN）は、真核生物で高度に保存されている多タンパク質複合体です。細胞周期、DNA損傷反応、アポトーシスなどのプロセスに対する調節の影響により、CSNは哺乳類細胞に不可欠です。CSNの最もよく研究されている機能の1つは、触媒的に活性なサブユニットCSN5/JAB1を介したカリンリングリガーゼ（CRL）のデンデル化であり、それによってさまざまな標的タンパク質の分解を引き起こすことです。CSN5は、結腸腺癌を含む多くのヒトがんの存在で過剰発現していることがわかった。WNTシグナル伝達の過剰活性化は、結腸癌の発生の重要なステップとして知られています。最近、結腸直腸癌（CRC）細胞におけるCSN5の枯渇は、β-カテニンのダウンレギュレーションによるWNTシグナル伝達に影響することがわかりました。CSN5ノックダウンに関連する遺伝子発現の変化を調査するために、CRC細胞株SW480のcDNAを使用してマイクロアレイを実行しました。WNTリガンドWNT6とWNT阻害剤DKK1およびDKK4がCSN5ノックダウン細胞で差次的に調節されていることがわかりました。DKK1発現とDKK1タンパク質レベルは、異なるCRC細胞株のCSN5に依存していました。さらに、CSN5ノックダウン後にDKK1分泌が増加し、SW480細胞のWNTシグナル伝達に影響を与えました。その結果、細胞条件付き培地での分泌されたDKK1のブロッキングは、SW480細胞のβ-カテニンダウンレギュレーションを廃止し、組換えDKK1での治療はCSN5ノックダウン効果を模倣しました。さらに、DKK1のノックダウンは、CSN5ノックダウン細胞の増殖不足を救うことができました。CSN5ノックダウンに起因する結腸直腸癌細胞におけるWNTシグナル伝達のダウンレギュレーションは、少なくとも部分的にはDKK1分泌の上昇によって媒介されると結論付けています。さらに、Neddylation阻害剤MLN-4924を使用した実験は、DKK1発現がこれまでの未確認の抑制因子によって調節されていることを示しており、その安定性はCSN調節CRLによって制御される可能性があります。

The COP9 signalosome (CSN) is a multi-protein complex that is highly conserved in eukaryotes. Due to its regulatory impact on processes such as cell cycle, DNA damage response and apoptosis, the CSN is essential for mammalian cells. One of the best-studied functions of the CSN is the deNEDDylation of cullin-RING ligases (CRLs) via its catalytically active subunit CSN5/JAB1, thereby triggering the degradation of various target proteins. CSN5 was found to be overexpressed in many human cancer entities, including colon adenocarcinoma. Overactivation of WNT signaling is known as a key step in colon cancer development. Recently, we found that depletion of CSN5 in colorectal cancer (CRC) cells affects WNT signaling by downregulation of β-catenin. To investigate changes in gene expression associated with the CSN5 knockdown, we performed a microarray using cDNA from the CRC cell line SW480. We found the WNT ligand WNT6 and the WNT inhibitors DKK1 and DKK4 differentially regulated in CSN5 knockdown cells. DKK1 expression and DKK1 protein levels depended on CSN5 in different CRC cell lines. In addition, DKK1 secretion was increased following CSN5 knockdown, affecting WNT signaling in SW480 cells. Consequently, blocking of secreted DKK1 in cell-conditioned media abolished β-catenin downregulation in SW480 cells, while treatment with recombinant DKK1 mimicked the CSN5 knockdown effect. Furthermore, knockdown of DKK1 was able to rescue the proliferative deficiency of CSN5 knockdown cells. We conclude that downregulation of WNT signaling in colorectal cancer cells resulting from CSN5 knockdown is mediated, at least in part, by elevated DKK1 secretion. Moreover, experiments with the NEDDylation inhibitor MLN-4924 indicated that DKK1 expression is regulated by a so far unidentified repressor, the stability of which could be controlled by a CSN-regulated CRL.