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.2008年12月4日；27(53):6729-37.
doi:10.1038/onc.2008.322。 Epub 2008年9月15日。

脯氨酸氧化酶是一种p53诱导的基因，靶向COX-2/PGE2信号传导，诱导大肠癌细胞凋亡并抑制肿瘤生长

Y刘 1, G L Borchert公司, 苏拉津斯基, J M Phang先生
附属公司

脯氨酸氧化酶是一种p53诱导的基因，靶向COX-2/PGE2信号传导，诱导大肠癌细胞凋亡并抑制肿瘤生长

Y刘等。 癌基因. .

摘要

脯氨酸氧化酶（POX）是一种定位于线粒体内膜的黄素酶，通过将脯氨酸转化为吡咯烷-5-羧酸盐（P5C）来催化脯氨酸降解的第一步。在p53诱导的细胞凋亡过程中，POX显著升高，并产生脯氨酸依赖性活性氧物种（ROS），特别是超氧化物自由基，通过线粒体和死亡受体途径诱导细胞凋亡。这些先前的研究还表明，有丝分裂原激活的蛋白激酶途径受到抑制，这使我们拓宽了对增殖信号的探索。在我们的最新报告中，我们使用稳定转染POX基因的DLD-1结直肠癌细胞，在四环素诱导启动子的控制下，发现POX下调了三条相互串扰的通路：环氧合酶-2（COX-2）通路、表皮生长因子受体（EGFR）通路和Wnt/beta-catenin途径。首先，POX显著降低COX-2的表达，抑制前列腺素E2（PGE（2））的生成，重要的是，经PGE处理后，POX对生长的抑制被部分逆转（2）。随着POX的表达，EGFR的磷酸化降低，EGF的加入部分逆转了COX-2依赖POX的下调。POX降低了Wnt/beta-catenin信号传导，一方面降低了糖原合成酶激酶-3beta（GSK-3beta）的磷酸化，另一方面增加了β-catenin的磷酸化。这些变化导致β-catenin积累减少，β-catentin/TCF/LEF介导的转录减少。我们最新描述的POX介导的增殖信号抑制和先前报道的凋亡诱导表明，POX可能发挥肿瘤抑制作用。事实上，在人类大肠组织样本中，免疫组织化学监测的肿瘤组织中的POX与正常组织相比显著降低。因此，底物脯氨酸的POX代谢影响多种信号通路，调节细胞凋亡和肿瘤生长，并可能成为代谢控制癌症表型的一个有吸引力的靶点。

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数字

图1
图1
环氧化酶-2（COX-2）/前列腺素E2（PGE）的抑制作用2)通过脯氨酸氧化酶（POX）。将DLD-1-Tet-Off POX细胞和DLD-1-Tet-Off载体细胞在不含多西环素（DOX）的培养基中培养0、1、3和5天。收获细胞并制备细胞裂解物。通过western blotting检测POX和COX-2的表达水平(一). 通过荧光素酶分析测定POX对COX-2反式激活活性的影响(b条). POX也抑制PGE2酶联免疫吸附试验测定的活性(c（c）). 前列腺素E2治疗（5μM）部分逆转了POX诱导的细胞凋亡，如图所示0/G公司1相位(d日和e（电子）)通过流式细胞仪分析进行评估，并通过3-（4,5-二甲基噻唑-2-基）-5-（3-羧基-甲氧基苯基）-2-（4-磺苯基）-2H-四唑（MTS）细胞增殖试验测量细胞生长(（f）). 星号表示统计上的显著差异(*P（P）< 0.05; **P（P）< 0.01).
图2
图2
活性氧（ROS）/超氧化物参与环氧化酶-2（COX-2）/前列腺素E2（PGE）2)POX抑制。(一)脯氨酸氧化酶（POX）表达产生超氧化物自由基。DLD-1 Tet-Off POX细胞在有无强力霉素（DOX）的情况下培养。在不同的时间点，进行氢噻吩分析以测量超氧自由基的生成。DLD-1 Tet-Off POX细胞在DOX存在下接种于24孔板中，并用等量载体病毒感染含锰超氧化物歧化酶（MnSOD）的重组腺病毒作为对照。2天后从培养基中去除DOX，并使用3-（4,5-二甲基噻唑-2-基）-5-（3-羧甲基氧基苯基）-2-（4-磺苯基）-2H-四氮唑（MTS）增殖试验测定细胞生长(b条). 用MnSOD重组腺病毒（Ad-MnSOD）或腺病毒载体感染细胞，1天后将DOX从培养基中去除3天。收集细胞并进行COX-2蛋白印迹和PGE测定2已执行活动(c（c）和d日). 星号表示统计上的显著差异(*P（P）<0.05; **P（P）<0.01).
图3
图3
表皮生长因子受体（EGFR）信号传导的参与。DLD-1 Tet-Off脯氨酸氧化酶（POX）细胞在不含强力霉素（DOX）的培养基中培养0、1和3天。收集细胞并制备细胞裂解物，对磷酸化的EGFR和EGFR进行western印迹(一). 用Ad锰超氧化物歧化酶（MnSOD）或Ad载体感染细胞，1天后，从培养基中去除DOX 3天。然后收集细胞，制备细胞裂解物，并对EGFR及其磷酸化形式进行western印迹(b条). (c（c）)为了确定EGF对POX-reduced cyclooxygenase-2（COX-2）表达的影响，从培养基中去除DOX 3天，用浓度为10和100 ng/ml的EGF处理细胞。然后收集细胞，制备细胞裂解物，并进行COX-2的western印迹。肌动蛋白的western印迹用作负荷控制。
图4
图4
大肠腺瘤性息肉病（APC）/β-catenin通路的参与。DLD-1 Tet-Off脯氨酸氧化酶（POX）细胞在无DOX培养基中培养0、1和3天。收集细胞，制备细胞裂解物，并进行糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）、磷酸化GSK-3α和β-连环蛋白、磷酸化β-连环素的western印迹(一和c（c）). 为了确定活性氧（ROS）/超氧化物对该信号传导的影响，用MnSOD重组腺病毒（Ad-MnSOD）或腺病毒载体感染细胞作为对照。一天后，从培养基中去除强力霉素（DOX）3天。然后收集细胞，制备细胞裂解物，并对GSK-3β和β-连环蛋白及其磷酸化形式进行western blotting(b条和d日). 为了确定POX对β-catenin/TCF/LEF反式激活活性的影响，分别将TOPflash和FOPflash构建物转染到DLD-1-Tet-Off POX细胞。一天后，DOX从培养基中取出1或3天。然后采集细胞并进行荧光素酶分析。星号表示统计上的显著差异(e（电子）) (*P（P）<0.05).
图5
图5
脯氨酸氧化酶（POX）在人类大肠肿瘤组织中的表达降低。对人组织阵列载玻片和24对结直肠腺癌/正常组织进行免疫组织化学染色，以检测POX的表达。显示了具有代表性的图像。(一)上部（方框1）为低分化腺癌组织，而下部（方框2）为正常组织。(b条)显示同一患者另一对正常/癌组织的POX免疫染色（40×和200×）。
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