Cullin 3SPOPユビキチンE3リガーゼは、HDAC6のポリユビキチン化と分解を促進します

ヒストン脱アセチラーゼ6（HDAC6）は、ヒト腫瘍形成と転移において重要な役割を果たします。そのため、HDAC6選択阻害剤は、癌療法のための臨床試験に参加しています。ただし、HDAC6のタンパク質の安定性を制御する原因となる上流のレギュレーター、特にユビキチンE3リガーゼ（S）はほとんど定義されていません。ここでは、ポリユビキチン化と分解のために、Cullin 3SPOP Earmarks HDAC6を報告します。プロテアソーム阻害剤MG132、またはカリンベースのE3リガーゼ阻害剤MLN4924は、複数の癌細胞株の内因性HDAC6タンパク質を安定化したオートファゴソーム - リソソーム阻害剤BafiloMycin A1ではないことがわかりました。さらに、Cullin 3ベースのユビキチンE3リガーゼ（S）が主にHDAC6の安定性を低下させることを実証しました。重要なことに、Cullin 3ファミリーE3リガーゼのアダプタータンパク質であるSPOPを特定し、HDAC6と特異的に相互作用し、細胞内のポリユビキチン化とその後の分解を促進しました。特に、がん由来のSPOP変異体はHDAC6との結合を破壊し、それによりHDAC6の分解を促進できませんでした。さらに重要なことは、SPOP枯渇HCT116結腸癌細胞の細胞増殖と移動の増加は、HDAC6の追加枯渇によって部分的に逆転する可能性があり、HDAC6がSPOP腫瘍抑制機能の重要な下流エフェクターであることを示唆しています。我々のデータは、腫瘍抑制因子SPOPをHDAC6安定性の上流の負の調節因子として識別し、FOP機能喪失変異がHDAC6腫瘍タンパク質のレベルの上昇を引き起こし、さまざまな人間の癌の腫瘍形成と転移を促進する可能性があります。

The histone deacetylase 6 (HDAC6) plays critical roles in human tumorigenesis and metastasis. As such, HDAC6-selective inhibitors have entered clinical trials for cancer therapy. However, the upstream regulator(s), especially ubiquitin E3 ligase(s), responsible for controlling the protein stability of HDAC6 remains largely undefined. Here, we report that Cullin 3SPOP earmarks HDAC6 for poly-ubiquitination and degradation. We found that the proteasome inhibitor MG132, or the Cullin-based E3 ligases inhibitor MLN4924, but not the autophagosome-lysosome inhibitor bafilomycin A1, stabilized endogenous HDAC6 protein in multiple cancer cell lines. Furthermore, we demonstrated that Cullin 3-based ubiquitin E3 ligase(s) primarily reduced the stability of HDAC6. Importantly, we identified SPOP, an adaptor protein of Cullin 3 family E3 ligases, specifically interacted with HDAC6, and promoted its poly-ubiquitination and subsequent degradation in cells. Notably, cancer-derived SPOP mutants disrupted their binding with HDAC6 and thereby failed to promote HDAC6 degradation. More importantly, increased cellular proliferation and migration in SPOP-depleted HCT116 colon cancer cells could be partly reversed by additional depletion of HDAC6, suggesting that HDAC6 is a key downstream effector for SPOP tumor suppressor function. Together, our data identify the tumor suppressor SPOP as an upstream negative regulator for HDAC6 stability, and SPOP loss-of-function mutations might lead to elevated levels of the HDAC6 oncoprotein to facilitate tumorigenesis and metastasis in various human cancers.