ZFP568のKRABドメインは、がん細胞におけるTRIM28を介した異常な相互作用を破壊します

Krab（Krüppel関連ボックス）関連タンパク質Kap1 [Trim28（タンパク質28を含む三者モチーフ）]とDNA結合Krab亜鉛フィンガー（Krab-Zf）タンパク質との相互作用は、胚発生中に多くの転置可能な元素を沈黙させます。ただし、一部の癌では、TRIM28がアップレギュレートされ、さまざまなパートナーと相互作用します。その多くは、MCF7細胞のEZH2などの転写調節因子であり、遺伝子の誤調整につながる異常な抑制または活性化複合体を形成します。転移性要素の抑制を媒介するTRIM28の在来結合パートナーに存在するKRABドメイン-TRIM28相互作用ドメインを、異常なTRIM28複合体を破壊するためのツール分子として使用できるかどうかを尋ねます。MCF7細胞のKrab-ZFタンパク質（ZFP568）からの断片を含むKRABドメインの発現DNA結合亜鉛指を使用せずに、TRIM28-EZH2相互作用を阻害し、TRIM28およびEZH2タンパク質の両方の分解を引き起こし、EZH2-のその他の成分の分解を引き起こしました。関連するPolycomb Repressor 2複合体。その結果、EZH2酵素活性の生成物であるヒストンH3リジン27レベルのトリメチル化が大幅に減少しました。合成KRABドメインの発現は、乳がん細胞（MCF7）の成長を著しく阻害しますが、正常な（不死化）ヒト乳腺上皮細胞（MCF10A）には影響しません。さらに、TRIM28は前立腺癌細胞で以前に観察されたように、TRIM24タンパク質レベルの陽性調節因子であり、KRABドメインの発現もTRIM24タンパク質を低下させることがわかりました。重要なことに、KRABドメインまたはTRIM24をターゲットにした小分子分解器のいずれかで治療することにより、TRIM24レベルの低下は、腫瘍抑制因子P53のレベルが高いことです。まとめると、この研究は、TRIM28関連タンパク質安定性ネットワークの新しいメカニズムを明らかにし、TRIM28が上昇する癌の潜在的な治療標的としてTRIM28を確立します。最後に、TRIM28-KRABの調節フィードバックループによって制御されるKRAB-ZF遺伝子発現の潜在的なメカニズムについて説明します。

Interactions of KRAB (Krüppel-associated box)-associated protein KAP1 [also known as TRIM28 (tripartite motif containing protein 28)] with DNA-binding KRAB zinc finger (KRAB-ZF) proteins silence many transposable elements during embryogenesis. However, in some cancers, TRIM28 is upregulated and interacts with different partners, many of which are transcription regulators such as EZH2 in MCF7 cells, to form abnormal repressive or activating complexes that lead to misregulation of genes. We ask whether a KRAB domain-the TRIM28 interaction domain present in native binding partners of TRIM28 that mediate repression of transposable elements-could be used as a tool molecule to disrupt aberrant TRIM28 complexes. Expression of KRAB domain containing fragments from a KRAB-ZF protein (ZFP568) in MCF7 cells, without the DNA-binding zinc fingers, inhibited TRIM28-EZH2 interactions and caused degradation of both TRIM28 and EZH2 proteins as well as other components of the EZH2-associated polycomb repressor 2 complex. In consequence, the product of EZH2 enzymatic activity, trimethylation of histone H3 lysine 27 level, was significantly reduced. The expression of a synthetic KRAB domain significantly inhibits the growth of breast cancer cells (MCF7) but has no effect on normal (immortalized) human mammary epithelial cells (MCF10a). Further, we found that TRIM28 is a positive regulator of TRIM24 protein levels, as observed previously in prostate cancer cells, and expression of the KRAB domain also lowered TRIM24 protein. Importantly, reduction of TRIM24 levels, by treatment with either the KRAB domain or a small-molecule degrader targeted to TRIM24, is accompanied by an elevated level of tumor suppressor p53. Taken together, this study reveals a novel mechanism for a TRIM28-associated protein stability network and establishes TRIM28 as a potential therapeutic target in cancers where TRIM28 is elevated. Finally, we discuss a potential mechanism of KRAB-ZF gene expression controlled by a regulatory feedback loop of TRIM28-KRAB.