E3リガーゼSCFは急性骨髄性白血病で腫瘍抑制因子C/EBPαをユビキチン化・分解する

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Life Sci..2020 Jul;257:118041. S0024-3205(20)30791-8. doi: 10.1016/j.lfs.2020.118041.Epub 2020-07-02.

E3リガーゼSCFは急性骨髄性白血病で腫瘍抑制因子C/EBPαをユビキチン化・分解する

E3 ligase SCF ubiquitinates and degrades tumor suppressor C/EBPα in acute myeloid leukemia.

Gatha Thacker
Mukul Mishra
Akshay Sharma
Anil Kumar Singh
Sabyasachi Sanyal
Arun Kumar Trivedi

PMID: 32622945 DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118041.

抄録

AIM:

転写因子CCAAT/エンハンサー結合タンパク質α（C/EBPα）は、ミエロイドの分化、特に顆粒形成の重要な制御因子である。CEBPA変異はAMLでは10％以上に認められるが、C/EBPαタンパク質の機能阻害はAMLでも広く認められている。本研究では、初発AMLにおいて異常に増強されたE3ユビキチンリガーゼであるSKP2がC/EBPαの安定性を阻害し、分化ブロックを誘導するかどうかを検討した。

AIM: Transcription factor CCAAT/Enhancer binding protein alpha (C/EBPα) is a key regulator of myeloid differentiation, granulopoiesis in particular. Although CEBPA mutations are found in more than 10% in AML, functional inhibition of C/EBPα protein is also widely observed in AML. Here, we sought to examine if SKP2, an aberrantly enhanced E3 ubiquitin ligase in primary AMLs inhibits C/EBPα stability to induce differentiation block.

主な研究方法:

ここでは、SKP2が制御する急性骨髄性白血病におけるC/EBPαタンパク質の安定性を調べるために、トランスフェクション、免疫ブロッティング、共免疫沈降、ルシフェラーゼ、ゲルシフトアッセイなどの細胞ベースのアッセイと分化アッセイを用いて研究を行った。

MAIN METHODS: Here we employed cell based assays such as transfections, immunoblotting, co-immunoprecipitation, luciferase and gel shift assays along with differentiation assays to investigate SKP2 regulated C/EBPα protein stability in acute myeloid leukemia.

重要な結果:

その結果、SKP2がC/EBPαをプロテアソーム依存的にユビキチン化し、不安定化させることを発見した。本研究では、SKP2がC/EBPαのC末端と物理的に相互作用し、そのユビキチン化を介した分解を促進することで、C/EBPαの活性化能、DNA結合能、細胞機能を低下させることを明らかにした。さらに、SKP2の過剰発現が異種細胞（HEK293T）および骨髄性白血病細胞の異所性および内因性C/EBPαの両方を抑制する一方で、SKP2を欠乏させると内因性C/EBPαが回復し、コロニー形成が抑制され、骨髄性白血病細胞の分化が促進されることを明らかにした。さらに、エストラジオール誘導性K562-C/EBPα-ER細胞を顆粒球分化モデルとして用い、SKP2の過剰発現がC/EBPαの安定性を低下させることで顆粒球分化を抑制することを確認した。

KEY FINDINGS: Here we discovered that oncogenic E3 ubiquitin ligase SCF ubiquitinates and destabilizes C/EBPα in a proteasome-dependent manner. Our data demonstrates that SKP2 physically interacts with C-terminal of C/EBPα and promotes its K48-linked ubiquitination-mediated degradation leading to its reduced transactivation potential, DNA binding ability and cellular functions. We further show that while overexpression of SKP2 inhibits both ectopic as well as endogenous C/EBPα in heterologous (HEK293T) as well as myeloid leukemia cells respectively, SKP2 depletion restores endogenous C/EBPα leading to reduced colony formation and enhanced myeloid differentiation of myeloid leukemia cells. Using Estradiol-inducible K562-C/EBPα-ER cells as yet another model of granulocytic differentiation, we further confirmed that SKP2 overexpression indeed inhibits granulocytic differentiation by mitigating C/EBPα stability.

意義:

これらの結果は、SKP2がAMLにおけるC/EBPαの安定性と機能のネガティブな調節因子であることを示しており、SKP2がAMLにおいてC/EBPαを回復させ、分化ブロックを克服するための標的となる可能性を示唆しています。

SIGNIFICANCE: Our findings identify SKP2 as a potential negative regulator of C/EBPα stability and function in AML which suggests that SKP2 can be potentially targeted in AML to restore C/EBPα and overcome differentiation block.