張哲菖老師學術分享:蛋白酶(SENP1)活性的調節在乳癌的預防與治療上扮演重要的角色

張哲菖助理教授於2005年6月取得國防大學生命科學研究所博士學位,隨後申請中央研究院博士後研究員,並於生物醫學科學研究所施修明研究員實驗室進行研究,2012年8月至臺北醫學大學轉譯醫學博士學位學程任教。(編按)

近年來國人罹患癌症的比例日漸增高,且有年輕化的趨勢,因此學術界投入大量的資源與心力,進行癌症成因的研究與預防。以微觀的角度切入癌症細胞,癌症基因體與蛋白質體扮演了決定性的因子,因此瞭解癌症細胞內如何透過蛋白質的修飾導致蛋白的變性,進而影響細胞的功能,更能貼近癌症成因。

在蛋白質轉譯後修飾中,我們聚焦在小泛素(small ubiquitin-like modifier; SUMO)的研究,目前已知這類的蛋白質修飾在DNA damage-induced repair、tumorigenesis、cell migration及hypoxia-induced cellular functions等都扮演了重要角色,因此如果能夠瞭解細胞內SUMO的調控機制,就能夠對癌症成因加以預防與治療。【圖:張哲菖老師與其發表的海報論文影】

在癌症細胞株中,Pin1 prolyl isomerase可以調控許多致癌基因的活性,而Pin1的活性則可受到許多蛋白質後修飾的影響,例如phosphorylation及acetylation。在我們最近的研究中發現,Pin1也會有SUMOylation的現象,且修飾後的Pin1蛋白調控致癌基因活性的能力大大地降低。

在進一步的研究中發現,SUMO的蛋白酶(Sentrin-specific protease 1; SENP1)在乳癌細胞株中有大量表現的現象,其表現量與Pin1的活性呈正相關,一連串的實驗後,我們認為在細胞裡大量存在的ROS會增加SENP1的活性,進而減少細胞內Pin1被SUMOylation的比例,此種de-SUMOylation會增加Pin1蛋白穩定性及其酵素活性,當Pin1的酵素活性被活化時,則會增加致癌基因的表現量,促進cell proliferation及cell transformation,在對乳癌病人檢體的免疫染色結果中,也呈現出SENP1與Pin1蛋白的表現量與乳癌呈現正相關性(Cancer Research 73(13): 3951-62)。

因此,SENP1活性的調節,將會在乳癌的預防與治療上扮演重要的角色。後續我們將更進一步探討SENPs在各種癌症中扮演的角色,期望能夠從調節此類蛋白的活性入手對抗癌症,早日找到治療癌症的藥物。(文/張哲菖,醫學科技學院轉譯醫學博士學位學程助理教授)

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