CC3/TIP30 ảnh hưởng đến sửa chữa DNA tổn thương

BMC Cell Biology - Tập 11 Số 1 - 2010
Sylvia Fong1, Frank W. King1, Emma Shtivelman1
1BioNovo Inc, 5858 Horton Street, Emeryville, 94608, CA, USA

Tóm tắt

Tóm tắt Đặt vấn đề Protein pro-apoptotic CC3/TIP30 có chức năng tế bào đặc biệt như là một chất ức chế vận chuyển nhân-tế bào chất. Chức năng này có khả năng được kích hoạt trong các điều kiện căng thẳng. Một số nghiên cứu hỗ trợ quan điểm rằng CC3 hoạt động như một chất ức chế khối u và di căn trong nhiều loại ung thư khác nhau. Đồng hồ men (yeast) tương đồng của CC3 có khả năng tham gia vào phản ứng đối với tổn thương DNA. Ở đây, chúng tôi đã xem xét vai trò tiềm năng của CC3 trong việc điều chỉnh phản ứng của tế bào đối với căng thẳng genotoxic. Kết quả Chúng tôi phát hiện ra rằng việc biểu hiện cưỡng bức CC3 trong các tế bào âm tính với CC3 làm chậm đáng kể việc sửa chữa tổn thương DNA do UV gây ra. CC3 được giới thiệu từ bên ngoài ảnh hưởng tiêu cực đến mức độ biểu hiện của DDB2/XPE và p21CIP1, và ức chế sự gia tăng của c-FOS sau khi tiếp xúc với UV. Ngoài ra, CC3 ngoại sinh ngăn chặn sự tích lũy核 của P21CIP để đáp ứng lại UV. Những thay đổi trong mức độ/vị trí của các protein liên quan do sự biểu hiện cưỡng bức CC3 có khả năng góp phần vào sự chậm trễ quan sát được trong việc sửa chữa tổn thương DNA. Việc làm im lặng CC3 trong các tế bào dương tính với CC3 có ảnh hưởng chậm chế khiêm tốn đến việc sửa chữa tổn thương do UV, nhưng có tác động tiêu cực đáng kể hơn đến việc tổng hợp DNA xuyên tổn thương sau khi tiếp xúc với UV. Điều này có thể liên quan đến mức độ biểu hiện cao hơn và vị trí nhân tăng cường của p21CIP1 trong các tế bào mà biểu hiện của CC3 bị làm im lặng. Biểu hiện của CC3 cũng ức chế sự sửa chữa tổn thương DNA oxy hóa và dẫn đến việc giảm mức độ nucleoredoxin, có thể góp phần vào sự giảm khả năng sống của các tế bào biểu hiện CC3 sau khi bị tổn thương oxy hóa. Kết luận Việc thao tác mức độ CC3 trong tế bào làm thay đổi mức độ biểu hiện và/hoặc vị trí nội bào của các protein có khả năng chuyển động giữa nhân và tế bào chất. Điều này dẫn đến sự thay đổi phản ứng đối với căng thẳng genotoxic và ảnh hưởng tiêu cực đến việc sửa chữa tổn thương DNA bằng cách ảnh hưởng đến việc thu hút số lượng protein cần thiết đến các bào quan thích hợp của tế bào. Sự dư thừa CC3 trong tế bào có tác động tiêu cực đáng kể đến việc sửa chữa DNA sau khi tiếp xúc với UV và chất oxy hóa, trong khi việc làm im lặng CC3 nội sinh chỉ làm chậm sửa chữa tổn thương do UV một cách nhẹ.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Shtivelman E: A link between metastasis and resistance to apoptosis of variant small cell lung carcinoma. Oncogene. 1997, 14: 2167-2173. 10.1038/sj.onc.1201059.

NicAmhlaoibh R, Shtivelman E: Metastasis suppressor CC3 inhibits angiogenic properties of tumor cells in vitro. Oncogene. 2001, 20: 270-275. 10.1038/sj.onc.1204075.

Whitman S, Wang X, Shalaby R, Shtivelman E: Alternatively spliced products CC3 and TC3 have opposing effects on apoptosis. Mol Cell Biol. 2000, 20: 583-593. 10.1128/MCB.20.2.583-593.2000.

Zhao J, Ni H, Ma Y, Dong L, Dai J, Zhao F, Yan X, Lu B, Xu H, Guo Y: TIP30/CC3 expression in breast carcinoma: relation to metastasis, clinicopathologic parameters, and P53 expression. Hum Pathol. 2007, 38: 293-298. 10.1016/j.humpath.2006.08.005.

Li X, Zhang Y, Cao S, Chen X, Lu Y, Jin H, Sun S, Chen B, Liu J, Ding J: Reduction of TIP30 correlates with poor prognosis of gastric cancer patients and its restoration drastically inhibits tumor growth and metastasis. Int J Cancer. 2009, 124: 713-721. 10.1002/ijc.23967.

Lu B, Ma Y, Wu G, Tong X, Guo H, Liang A, Cong W, Liu C, Wang H, Wu M: Methylation of Tip30 promoter is associated with poor prognosis in human hepatocellular carcinoma. Clin Cancer Res. 2008, 14: 7405-7412. 10.1158/1078-0432.CCR-08-0409.

Zhao J, Zhang X, Shi M, Xu H, Jin J, Ni H, Yang S, Dai J, Wu M, Guo Y: TIP30 inhibits growth of HCC cell lines and inhibits HCC xenografts in mice in combination with 5-FU. Hepatology. 2006, 44: 205-215. 10.1002/hep.21213.

Chen X, Cao X, Dong W, Luo S, Suo Z, Jin Y: Expression of TIP30 Tumor Suppressor Gene Is Down-Regulated in Human Colorectal Carcinoma. Dig Dis Sci. 2009

Tong X, Li K, Luo Z, Lu B, Liu X, Wang T, Pang M, Liang B, Tan M, Wu M: Decreased TIP30 expression promotes tumor metastasis in lung cancer. Am J Pathol. 2009, 174: 1931-1939. 10.2353/ajpath.2009.080846.

Liu Y, Thor A, Shtivelman E, Cao Y, Tu G, Heath TD, Debs RJ: Systemic gene delivery expands the repertoire of effective antiangiogenic agents. J Biol Chem. 1999, 274: 13338-13344. 10.1074/jbc.274.19.13338.

Xiao H, Palhan V, Yang Y, Roeder RG: TIP30 has an intrinsic kinase activity required for up-regulation of a subset of apoptotic genes. Embo J. 2000, 19: 956-963. 10.1093/emboj/19.5.956.

Pecha J, Ankrapp D, Jiang C, Tang W, Hoshino I, Bruck K, Wagner KU, Xiao H: Deletion of Tip30 leads to rapid immortalization of murine mammary epithelial cells and ductal hyperplasia in the mammary gland. Oncogene. 2007, 26: 7423-7431. 10.1038/sj.onc.1210548.

Ito M, Jiang C, Krumm K, Zhang X, Pecha J, Zhao J, Guo Y, Roeder RG, Xiao H: TIP30 deficiency increases susceptibility to tumorigenesis. Cancer Res. 2003, 63: 8763-8767.

Zhang H, Zhang Y, Duan HO, Kirley SD, Lin SX, McDougal WS, Xiao H, Wu CL: TIP30 is associated with progression and metastasis of prostate cancer. Int J Cancer. 2008, 123: 810-816. 10.1002/ijc.23638.

Baker ME: TIP30, a cofactor for HIV-1 Tat-activated transcription, is homologous to short-chain dehydrogenases/reductases. Curr Biol. 1999, 9: R471-10.1016/S0960-9822(99)80297-8.

Baker ME, Yan L, Pear MR: Three-dimensional model of human TIP30, a coactivator for HIV-1 Tat-activated transcription, and CC3, a protein associated with metastasis suppression. Cell Mol Life Sci. 2000, 57: 851-858. 10.1007/s000180050047.

El Omari K, Bird LE, Nichols CE, Ren J, Stammers DK: Crystal structure of CC3 (TIP30): implications for its role as a tumor suppressor. J Biol Chem. 2005, 280: 18229-18236. 10.1074/jbc.M501113200.

King FW, Shtivelman E: Inhibition of nuclear import by the proapoptotic protein CC3. Mol Cell Biol. 2004, 24: 7091-7101. 10.1128/MCB.24.16.7091-7101.2004.

Nakahara J, Kanekura K, Nawa M, Aiso S, Suzuki N: Abnormal expression of TIP30 and arrested nucleocytoplasmic transport within oligodendrocyte precursor cells in multiple sclerosis. J Clin Invest. 2009, 119: 169-181.

Ito T, Chiba T, Ozawa R, Yoshida M, Hattori M, Sakaki Y: A comprehensive two-hybrid analysis to explore the yeast protein interactome. Proc Natl Acad Sci USA. 2001, 98: 4569-4574. 10.1073/pnas.061034498.

Gasch AP, Huang M, Metzner S, Botstein D, Elledge SJ, Brown PO: Genomic expression responses to DNA-damaging agents and the regulatory role of the yeast ATR homolog Mec1p. Mol Biol Cell. 2001, 12: 2987-3003.

Lesur I, Campbell JL: The transcriptome of prematurely aging yeast cells is similar to that of telomerase-deficient cells. Mol Biol Cell. 2004, 15: 1297-1312. 10.1091/mbc.E03-10-0742.

Buscher M, Rahmsdorf HJ, Litfin M, Karin M, Herrlich P: Activation of the c-fos gene by UV and phorbol ester: different signal transduction pathways converge to the same enhancer element. Oncogene. 1988, 3: 301-311.

Christmann M, Tomicic MT, Aasland D, Kaina B: A role for UV-light-induced c-Fos: Stimulation of nucleotide excision repair and protection against sustained JNK activation and apoptosis. Carcinogenesis. 2007, 28: 183-190. 10.1093/carcin/bgl119.

Christmann M, Tomicic MT, Origer J, Aasland D, Kaina B: c-Fos is required for excision repair of UV-light induced DNA lesions by triggering the re-synthesis of XPF. Nucleic Acids Res. 2006, 34: 6530-6539. 10.1093/nar/gkl895.

Haas S, Kaina B: c-Fos is involved in the cellular defence against the genotoxic effect of UV radiation. Carcinogenesis. 1995, 16: 985-991. 10.1093/carcin/16.5.985.

Shiyanov P, Nag A, Raychaudhuri P: Cullin 4A associates with the UV-damaged DNA-binding protein DDB. J Biol Chem. 1999, 274: 35309-35312. 10.1074/jbc.274.50.35309.

Huang RP, Wu JX, Fan Y, Adamson ED: UV activates growth factor receptors via reactive oxygen intermediates. J Cell Biol. 1996, 133: 211-220. 10.1083/jcb.133.1.211.

Sukhatme VP, Cao XM, Chang LC, Tsai-Morris CH, Stamenkovich D, Ferreira PC, Cohen DR, Edwards SA, Shows TB, Curran T: A zinc finger-encoding gene coregulated with c-fos during growth and differentiation, and after cellular depolarization. Cell. 1988, 53: 37-43. 10.1016/0092-8674(88)90485-0.

Zhao J, Chen J, Lu B, Dong L, Wang H, Bi C, Wu G, Guo H, Wu M, Guo Y: TIP30 induces apoptosis under oxidative stress through stabilization of p53 messenger RNA in human hepatocellular carcinoma. Cancer Res. 2008, 68: 4133-4141. 10.1158/0008-5472.CAN-08-0432.

Stoyanova T, Yoon T, Kopanja D, Mokyr MB, Raychaudhuri P: The xeroderma pigmentosum group E gene product DDB2 activates nucleotide excision repair by regulating the level of p21Waf1/Cip1. Mol Cell Biol. 2008, 28: 177-187. 10.1128/MCB.00880-07.

Kurooka H, Kato K, Minoguchi S, Takahashi Y, Ikeda J, Habu S, Osawa N, Buchberg AM, Moriwaki K, Shisa H, Honjo T: Cloning and characterization of the nucleoredoxin gene that encodes a novel nuclear protein related to thioredoxin. Genomics. 1997, 39: 331-339. 10.1006/geno.1996.4493.

Funato Y, Michiue T, Asashima M, Miki H: The thioredoxin-related redox-regulating protein nucleoredoxin inhibits Wnt-beta-catenin signalling through dishevelled. Nat Cell Biol. 2006, 8: 501-508. 10.1038/ncb1405.

Wakasugi M, Kasashima H, Fukase Y, Imura M, Imai R, Yamada S, Cleaver JE, Matsunaga T: Physical and functional interaction between DDB and XPA in nucleotide excision repair. Nucleic Acids Res. 2009, 37: 516-525. 10.1093/nar/gkn964.

El-Mahdy MA, Zhu Q, Wang QE, Wani G, Praetorius-Ibba M, Wani AA: Cullin 4A-mediated proteolysis of DDB2 protein at DNA damage sites regulates in vivo lesion recognition by XPC. J Biol Chem. 2006, 281: 13404-13411. 10.1074/jbc.M511834200.

Kapetanaki MG, Guerrero-Santoro J, Bisi DC, Hsieh CL, Rapic-Otrin V, Levine AS: The DDB1-CUL4ADDB2 ubiquitin ligase is deficient in xeroderma pigmentosum group E and targets histone H2A at UV-damaged DNA sites. Proc Natl Acad Sci USA. 2006, 103: 2588-2593. 10.1073/pnas.0511160103.

Wang H, Zhai L, Xu J, Joo HY, Jackson S, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Xiong Y, Zhang Y: Histone H3 and H4 ubiquitylation by the CUL4-DDB-ROC1 ubiquitin ligase facilitates cellular response to DNA damage. Mol Cell. 2006, 22: 383-394. 10.1016/j.molcel.2006.03.035.

Liu L, Lee S, Zhang J, Peters SB, Hannah J, Zhang Y, Yin Y, Koff A, Ma L, Zhou P: CUL4A abrogation augments DNA damage response and protection against skin carcinogenesis. Mol Cell. 2009, 34: 451-460. 10.1016/j.molcel.2009.04.020.

Itoh T, Iwashita S, Cohen MB, Meyerholz DK, Linn S: Ddb2 is a haploinsufficient tumor suppressor and controls spontaneous germ cell apoptosis. Hum Mol Genet. 2007, 16: 1578-1586. 10.1093/hmg/ddm107.

Kattan Z, Marchal S, Brunner E, Ramacci C, Leroux A, Merlin JL, Domenjoud L, Dauca M, Becuwe P: Damaged DNA binding protein 2 plays a role in breast cancer cell growth. PLoS One. 2008, 3: e2002-10.1371/journal.pone.0002002.

Shivji MK, Grey SJ, Strausfeld UP, Wood RD, Blow JJ: Cip1 inhibits DNA replication but not PCNA-dependent nucleotide excision-repair. Curr Biol. 1994, 4: 1062-1068. 10.1016/S0960-9822(00)00244-X.

Fotedar R, Bendjennat M, Fotedar A: Role of p21WAF1 in the cellular response to UV. Cell Cycle. 2004, 3: 134-137.

Avkin S, Sevilya Z, Toube L, Geacintov N, Chaney SG, Oren M, Livneh Z: p53 and p21 regulate error-prone DNA repair to yield a lower mutation load. Mol Cell. 2006, 22: 407-413. 10.1016/j.molcel.2006.03.022.

Savio M, Coppa T, Cazzalini O, Perucca P, Necchi D, Nardo T, Stivala LA, Prosperi E: Degradation of p21CDKN1A after DNA damage is independent of type of lesion, and is not required for DNA repair. DNA Repair (Amst). 2009, 8: 778-785. 10.1016/j.dnarep.2009.02.005.

Soria G, Speroni J, Podhajcer OL, Prives C, Gottifredi V: p21 differentially regulates DNA replication and DNA-repair-associated processes after UV irradiation. J Cell Sci. 2008, 121: 3271-3282. 10.1242/jcs.027730.

Huang ME, Kolodner RD: A biological network in Saccharomyces cerevisiae prevents the deleterious effects of endogenous oxidative DNA damage. Mol Cell. 2005, 17: 709-720. 10.1016/j.molcel.2005.02.008.

Arner ES, Holmgren A: The thioredoxin system in cancer. Semin Cancer Biol. 2006, 16: 420-426. 10.1016/j.semcancer.2006.10.009.

Liu MT, Chen YR, Chen SC, Hu CY, Lin CS, Chang YT, Wang WB, Chen JY: Epstein-Barr virus latent membrane protein 1 induces micronucleus formation, represses DNA repair and enhances sensitivity to DNA-damaging agents in human epithelial cells. Oncogene. 2004, 23: 2531-2539. 10.1038/sj.onc.1207375.

Shichiri M, Kato H, Doi M, Marumo F, Hirata Y: Induction of max by adrenomedullin and calcitonin gene-related peptide antagonizes endothelial apoptosis. Mol Endocrinol. 1999, 13: 1353-1363. 10.1210/me.13.8.1353.

Thông tin
Thông tin xuất bản

BMC Cell Biology

Tập 11 Số 1

Thông tin tác giả