NCSTNは、Notch1/AKT依存性のβ-カテニン活性化を介して肝細胞癌細胞の増殖と転移を促進する

NCSTN promotes hepatocellular carcinoma cell growth and metastasis via β-catenin activation in a Notch1/AKT dependent manner.

• Hui Li
• Tian Lan
• Lin Xu
• Hailing Liu
• Jinju Wang
• Jiaxin Li
• Xiangzheng Chen
• Jiwei Huang
• Xuefeng Li
• Kefei Yuan
• Yong Zeng
• Hong Wu

抄録

背景:

肝細胞がんは、世界のがん関連死亡原因の第3位である。肝細胞がん患者の予後は、急速に進行し、腫瘍の再発率が高いため、依然として不良である。γ-セクレターゼのコアサブユニットであるニッカストリン（NCSTN）は、腫瘍の進行に重要な役割を果たしていることが報告されている。しかし、これまでの研究では、肝細胞癌におけるその役割を明らかにしたものはありませんでした。

BACKGROUND: Hepatocellular carcinoma is the third top cause of cancer-related mortalities worldwide. The prognosis of HCC patients remains poor due to rapid progression and high incidence of tumor recurrence. Nicastrin (NCSTN), a core subunit of γ-Secretase, has been reported to play a vital role in tumor progression. However, no study till now has revealed its role in HCC.

方法:

NCSTNの発現は、免疫組織化学染色、ウェスタンブロット、定量的リアルタイムPCRにより評価した。インビトロでの細胞増殖を評価するために、細胞計数キット８、コロニー形成および細胞周期アッセイを使用した。トランスウェルおよび創傷治癒アッセイは、細胞の遊走および浸潤能力の評価に使用した。β-カテニンの位置解析には、免疫蛍光、細胞内タンパク質分画および共免疫沈降法を用いた。NCSTNのin vivoでの機能は、異種移植腫瘍モデルによって示された。

METHODS: The expression of NCSTN was evaluated by immunohistochemical staining, Western blot, and quantitative real-time PCR. Cell counting kit-8, colony formation and cell cycle assays were used for evaluating cell growth in vitro. Transwell and wound-healing assays were used for evaluating cell migration and invasion capacity. Immunofluorescence, subcellular protein fractionation and co-immunoprecipitation were used for location analysis of β-catenin. The in vivo functions of NCSTN were illustrated by xenograft tumor models.

結果:

NCSTNは正常肝組織と比較してHCCで劇的に過剰発現していた。NCSTN発現レベルの上昇は、HCC患者の全生存率および無再発生存率の低下と有意な相関があった。NCSTNの発現亢進は、in vitroおよびin vivoでHCC細胞の増殖、遊走、浸潤を促進した。NCSTNはZeb1のアップレギュレーションを介して上皮間葉転換（EMT）プロセスを誘導することを機序的に明らかにした。また、NCSTNはZeb1の転写調節因子であるβ-カテニンの核内転座を促進することを明らかにした。また、NCSTNは、NotchとAKTの阻害剤を用いて、Notch1とAKTのシグナル伝達経路を介してβ-カテニンの活性化を促進していることを明らかにした。NCSTNはNotch1の切断によりAKTとGSK-3βのリン酸化を増加させ、GSK-3β/β-カテニン複合体を減少させた。また、GSK-3βの不活性化はβ-カテニンの分解を抑制し、β-カテニンの核内移動を促進してZeb1の転写を開始させ、悪性表現型を発現させた。

RESULTS: NCSTN was dramatically overexpressed in HCC compared to normal liver tissues. Elevated NCSTN expression level was significantly correlated to worse overall and recurrence-free survival of HCC patients. Enhanced NCSTN expression promoted HCC cell growth, migration and invasion in vitro and in vivo. Mechanistic investigations showed that NCSTN induced epithelial-mesenchymal transition (EMT) process via upregulation of Zeb1. Subsequently, we revealed that NCSTN facilitated nuclear translocation of β-catenin, a positive transcriptional regulator of Zeb1. Using Notch and AKT inhibitors, we revealed that NCSTN promoted β-catenin activation through Notch1 and AKT signaling pathway. NCSTN increased AKT and GSK-3β phosphorylation by cleavage of Notch1, which decreased GSK-3β/β-catenin complex. The inactivation of GSK-3β inhibited the β-catenin degradation and promoted nuclear translocation of β-catenin to initiate transcription of Zeb1, resulting in malignant phenotype.

結論:

その結果、NCSTNはβ-カテニンを介したZeb1のアップレギュレーションを介して、Notch1/AKT依存的にHCC細胞の増殖と転移を促進することが明らかになった。

CONCLUSIONS: Our results demonstrated that NCSTN promoted HCC cell growth and metastasis via β-catenin-mediated upregulation of Zeb1 in a Notch1/AKT dependent manner, suggesting that NCSTN might serve as a potential prognostic marker and therapeutic target for HCC.