TMEM116促進(jìn)肺癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)移的機(jī)制研究
? ? ? ?跨膜蛋白(transmembrane protein, TMEM)是一類跨越細(xì)胞膜或細(xì)胞器膜，在細(xì)胞外環(huán)境和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)起信息傳遞作用的蛋白質(zhì)，其中大多數(shù)蛋白質(zhì)由于缺乏完整表征而被統(tǒng)稱為TMEM家族。有大量研究表明，TEME在多種腫瘤組織中的表達(dá)呈現(xiàn)上調(diào)或下調(diào)，例如肺癌、肝癌、淋巴瘤等，被認(rèn)為能夠抑制或促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展,對(duì)腫瘤的增殖、遷移及侵襲有明顯的作用，其中部分TEME還被用作癌癥的預(yù)后生物標(biāo)志物。對(duì)TEME家族進(jìn)行研究有助于促進(jìn)對(duì)不同癌癥的發(fā)生機(jī)制和潛在治療靶點(diǎn)的挖掘。
? ? ? ? 肺癌是起源于肺部支氣管黏膜或腺體的惡性腫瘤，近年來，其發(fā)病率和死亡率位居全球第一，長(zhǎng)期大量吸煙是引起肺癌發(fā)生的主要原因之一。
? ? ? ?為了研究TEME家族成員在肺癌發(fā)生中的作用，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的張素紅等人采用CRISPR/Cas9技術(shù)在人肺癌細(xì)胞系A(chǔ)549中敲低了TMEM116基因，使其表達(dá)水平顯著降低，之后檢測(cè)TMEM116敲低對(duì)A549細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞遷移和侵襲的影響（圖1）。在培養(yǎng)2周后，細(xì)胞形成的菌落少、致密、邊緣清晰，而野生型A549細(xì)胞則形成更多的菌落，呈分散生長(zhǎng)的梭形細(xì)胞形態(tài)。根據(jù)CCK8檢測(cè)結(jié)果顯示，與野生型相比，TMEM116敲低的細(xì)胞的增殖和活力均下降，顯著抑制了細(xì)胞遷移和細(xì)胞侵襲（圖2）。
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? ? ? ?PI3K是一個(gè)脂質(zhì)激酶家族，可調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、粘附、運(yùn)動(dòng)和侵襲等。AKT是PI3K 信號(hào)通路常見的下游效應(yīng)器，AKT被激活后可以磷酸化FOXO家族，F(xiàn)OXO3A是FOXO家族成員之一，其表達(dá)下調(diào)與癌癥發(fā)生有關(guān)。
? ? ? ?為了確定PI3K/AKT/FOXO3A信號(hào)通路是否介導(dǎo)TMEM116在生長(zhǎng)、集落形成中的作用，首先檢測(cè)了p110α、PDK1、AKT和FOXO3A在野生型和TMEM116敲降的A549細(xì)胞中的表達(dá)。結(jié)果顯示，TMEM116敲降降低了PDK1蛋白水平以及AKT和FOXO3A的磷酸化，但不降低p110α(圖3)。
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? ? ? ?該文章揭示了 TMEM116敲低可以抑制PDK1通路導(dǎo)致TAP63累積，在一定程度上阻止了癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和侵襲，首次證明了TMEM116在肺癌發(fā)生中的作用，并表明TMEM116可能是肺癌的潛在治療靶點(diǎn)。
? ? ? ?在CRISPR/Cas9基礎(chǔ)上，源井生物研發(fā)了CRISPR U?基因編輯技術(shù)，該技術(shù)成功通過提高DNA雙鏈斷裂及同源重組機(jī)率將傳統(tǒng)的基因編輯效率提升了10-20倍，可輕松實(shí)現(xiàn)細(xì)胞基因敲除、敲入和點(diǎn)突變等。
? ? ? ?如需采用CRISPR U?構(gòu)建基因敲除細(xì)胞，源井生物會(huì)根據(jù)具體需求，結(jié)合靶基因的情況提供3套方案。
? ? ? ?方案1：小片段基因敲除方案，gRNA設(shè)在外顯子2兩端的內(nèi)含子中，敲除外顯子編碼堿基數(shù)為非3倍數(shù)，敲除后可造成移碼。
? ? ? ?方案2：移碼基因敲除方案，gRNA設(shè)在外顯子上，缺失的堿基數(shù)為非3倍數(shù)，敲除后可發(fā)生移碼突變。
? ? ? ?方案3：大片段基因敲除方案，將整個(gè)基因的編碼序列敲除，達(dá)到大片段敲除的效果。
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參考文獻(xiàn)：
[1]Zhang S, Dai H, Li W, Wang R, Wu H, Shen M, Hu Y, Xie L, Xing Y. TMEM116 is required for lung cancer cell motility and metastasis through PDK1 signaling pathway. Cell Death Dis. 2021 Nov 16;12(12):1086.??
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