本質的に障害されたSRC-3/AIB1タンパク質は、異所性発現により核食性を誘導する一方で、核芽形成による恒常的な核脱出を行うことを明らかにした

Intrinsically Disordered SRC-3/AIB1 Protein Undergoes Homeostatic Nuclear Extrusion by Nuclear Budding While Ectopic Expression Induces Nucleophagy.

• Miguel A Cabrita
• L Isabel Renart
• Rosanna Lau
• M A Christine Pratt

抄録

SRC-3/AIB1（Amplified in Breast Cancer-1）は、乳がん細胞におけるエストロゲン受容体の核内受容体コアクチベーターである。SRC-3/AIB1 は、乳がん細胞のエストロゲン受容体の核内受容体コアクチベーターであり、転写因子と結合していない時には本質的に障害されたタンパク質であり、転写活性化の際には分解されます。乳がんにおける SRC-3 の発現が増幅されていることから、本研究の目的は、MCF-7 乳がん細胞における SRC-3 の発現量の増加がどのように制御されているかを明らかにすることであった。その結果、内因性のSRC-3が正常な増殖条件下で小胞状の球体を形成して核から排出されていることを発見しました。また、CREB結合タンパク質（CBP）と関連していないSRC-3のみが核から押し出されていた。このような核内凝集体の形成は、核内微小管と核内微小管の間で一貫して並置されていることがわかった。SRC-3はSUMOyl化され、核内前骨髄球性白血病(PML)体の再分布と核内膜Lamin B1の障害を引き起こした。SRC-3はオートファジーを誘発し、SUMO-1の核膜への局在化と、SRC-3とクロマチンを含む様々な突起の形成をもたらした。SRC-3の過剰発現と毒性は、乳がん細胞のSRC-3を安定化させる臨床的に有用な薬剤を用いた治療後に再現された。我々は、増幅されたSRC-3レベルは、核内タンパク質の品質管理経路に大きな影響を与え、タンパク質安定化治療薬に対する感受性を癌細胞に示す可能性があると結論付けた。

SRC-3/AIB1 (Amplified in Breast Cancer-1) is a nuclear receptor coactivator for the estrogen receptor in breast cancer cells. It is also an intrinsically disordered protein when not engaged with transcriptional binding partners and degraded upon transcriptional coactivation. Given the amplified expression of SRC-3 in breast cancers, the objective of this study was to determine how increasing SRC-3 protein levels are regulated in MCF-7 breast cancer cells. We found that endogenous SRC-3 was expelled from the nucleus in vesicle-like spheres under normal growth conditions suggesting that this form of nuclear exclusion of SRC-3 is a homeostatic mechanism for regulating nuclear SRC-3 protein. Only SRC-3 not associated with CREB-binding protein (CBP) was extruded from the nucleus. We found that overexpression in MCF-7 cells results in aneuploid senescence and cell death with frequent formation of nuclear aggregates which were consistently juxtaposed to perinuclear microtubules. Transfected SRC-3 was SUMOylated and caused redistribution of nuclear promyelocytic leukemia (PML) bodies and perturbation of the nuclear membrane lamin B1, hallmarks of nucleophagy. Increased SRC-3 protein-induced autophagy and resulted in SUMO-1 localization to the nuclear membrane and formation of protrusions variously containing SRC-3 and chromatin. Aspects of SRC-3 overexpression and toxicity were recapitulated following treatment with clinically relevant agents that stabilize SRC-3 in breast cancer cells. We conclude that amplified SRC-3 levels have major impacts on nuclear protein quality control pathways and may mark cancer cells for sensitivity to protein stabilizing therapeutics.