Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvordan vækstfaktor Midkine undertrykker AMPK under cancerprogression

Midkine-ekspression er opreguleret i cancer. en Pan-cancer-evaluering af vækstfaktorers udtryk og prognostiske virkning. Farven på hvert rektangel repræsenterer den log2 transformerede foldændring (Log2FC) af mRNA-ekspressionen for den tilsvarende vækstfaktor mellem tumor og normalt væv, og de hvide rektangler angiver enten en Log2FC-værdi lig med 0 eller forskelle mellem tumor- og normaltvæv, der ikke er signifikant (lineær modeltilgang af limma, P > 0,01). De lilla og grønne cirkler repræsenterer høj genekspression korreleret med henholdsvis god og dårlig prognose (log rank test, P < 0,01). De venstre søjler repræsenterer antallet af cancertyper, hvor en vækstfaktor er opreguleret i tumorvævet sammenlignet med det normale væv (P < 0,01, log2FC > 1). Vækstfaktorerne er rangeret efter tallene, og kun de øverste 25 faktorer vises. b Boxplots af forskellene i MDK-ekspression i parret normalt væv og tumorvæv af otte typer cancer. Midterne af boksene repræsenterer medianværdierne. De nederste og øverste grænser af boksene repræsenterer henholdsvis 25. og 75. percentilen. Knurhårene angiver 1,5 gange af interkvartilområdet. Prikkerne repræsenterer punkter, der falder uden for dette interval. De parrede P-værdier blev beregnet baseret på Wilcox-tests. c–d Ekspressionen af ​​MDK i 36 par matchede tilstødende nontumor (NT) og cancer (Ca) væv som påvist ved Western blotting (c), og fordelingen af ​​MDK ekspression i både NT og Ca prøverne som repræsenteret ved boxplots med ekspressionsværdien normaliseret af ImageJ-software (d). e–f Immunhistokemisk farvning af MDK i repræsentative tilstødende nontumor- og HCC-prøver (e) og boxplots af fordelingen af ​​MDK-ekspressionsstatus i 75 parrede paraffinindlejrede væv (f). Målestok, 200 μm. g–h Kaplan–Meier overlevelseskurver for LIHC (g) og KIRC (h) patienter med data stratificeret efter ekspressionsniveauerne opnået fra TCGA-databasen. Kredit:Celledød og -sygdom (2022). DOI:10.1038/s41419-022-04801-0

En forskergruppe ledet af prof. Piao Hailong fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) afslørede en ny funktion af vækstfaktor Midkine til at undertrykke leverkinase B1 / AMP-aktiveret proteinkinase (LKB1) -AMPK)-aksen på en ikke-kanonisk intracellulær måde.

De fandt ud af, at ved at forstyrre LKB1-STRAD-Mo25 (STRAD:STE20-Related Kinase Adaptor)-komplekset, reducerede Midkine LKB1-aktivitet og svækkede AMPK-phosphorylering for at fremme cancercelleproliferation og tumorprogression.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Cell Death and Disease den 29. april.

Midkine tilhører pleiotropin-familiens vækstfaktor og deltager i forskellige fysiologiske processer. Udtrykket af Midkine er opreguleret i forskellige typer af human malignitet.

Som andre vækstfaktorer udskilles Midkine til det ekstracellulære rum efter signalpeptidspaltning. Normalt betragtes den udskilte Midkine som en ligand, der binder til forskellige transmembrane receptorer for at inducere intracellulær signalering.

Selvom nogle få undersøgelser har rapporteret, at den udskilte Midkine kan transporteres tilbage til celler gennem endocytose, er det stadig uklart, om intracellulær Midkine udfører biologiske funktioner.

I denne undersøgelse fandt forskerne ud af, at relokaliseringen af ​​Midkine var yderst effektiv, og den internaliserede Midkine blev hovedsageligt detekteret i cytoplasmaet, hvilket tyder på en urapporteret intracellulær funktion af Midkine.

Forskerne fokuserede på AMPK-signalering og fandt ud af, at Midkine undertrykte AMPK-phosphorylering på Thr172-stedet af α-underenheden. Dette resulterede i inaktivering af AMPK på en intracellulær afhængig måde, og når Midkine blev tilbageholdt i ekstracellulært rum af heparin, blev undertrykkelsen af ​​Midkine til AMPK lettet.

Desuden fandt de, at Midkine undertrykte AMPK-aktivering gennem opstrøms kinase LKB1. Massespektrometri (MS)-analyse kombineret med immunpræcipitationstest viste, at Midkine var forbundet med LKB1 og STRAD for at forstyrre LKB1-STRAD-Mo25-komplekset, som var uundværligt for LKB1-aktivering.

Ved at konstruere udtrykket af Midkine og LKB1 bekræftede forskerne, at Midkine fremmede cancercelleproliferation gennem LKB1-AMPK-aksen. Analysen af ​​kliniske data bekræftede også, at ekspressionen af ​​Midkine var negativt relateret til AMPK-aktivitet og patientprognose.