SMURF1を介したSHP-1のユビキチン化は、子宮内膜症における子宮内膜間質細胞の細胞増殖と浸潤を促進する

SMURF1-mediated ubiquitylation of SHP-1 promotes cell proliferation and invasion of endometrial stromal cells in endometriosis.

抄録

背景:

子宮内膜症は広く蔓延している良性の婦人科疾患である。シグナル伝達および転写活性化因子3（STAT3）シグナル伝達経路は、子宮内膜間質細胞の増殖と浸潤を制御することにより、子宮内膜症の病因に重要な役割を果たしている。さらに、タンパク質チロシンホスファターゼ（PTP）であるSH2ドメイン含有ホスファターゼ1（SHP-1）は、STAT3の活性化を負に制御している。しかしながら、子宮内膜症の病態におけるSHP-1-STAT3経路の制御については不明な点が多い。

BACKGROUND: Endometriosis is a widespread benign gynecological disorder. The signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) signaling pathway plays an important role in the pathogenesis of endometriosis through regulating proliferation and invasion of endometrial stromal cells. Furthermore, the protein tyrosine phosphatase (PTP), SH2 domain-containing phosphatase 1 (SHP-1), negatively regulates STAT3 activation. However, regulation of the SHP-1-STAT3 pathway in the pathogenesis of endometriosis remains unclear.

方法:

子宮内膜間質細胞の増殖と浸潤におけるSHP-1-STAT3経路の役割と制御を調べるために、細胞増殖と浸潤をそれぞれCell Counting Kit-8（CCK-8）アッセイとトランスウェル解析によって評価した。子宮内膜症患者におけるSmadユビキチン制御因子1（SMURF1）、SHP-1、マトリックスメタロプロテアーゼ2（MMP2）、MMP9、STAT3、およびリン酸化STAT3（p-STAT3）の発現量は、ウェスタンブロッティングおよび/または免疫組織化学染色によって測定した。SMURF1とSHP-1との相互作用は、共免疫沈降法およびユビキチン化分析によって調べた。

METHODS: Cell proliferation and invasion were assessed by Cell Counting Kit-8 (CCK-8) assay and Transwell analysis, respectively, to investigate the role and regulation of the SHP-1-STAT3 pathway in the proliferation and invasion of endometrial stromal cells. Expression of Smad ubiquitin regulatory factor 1 (SMURF1), SHP-1, matrix metalloproteinase 2 (MMP2), MMP9, STAT3, and phospho-STAT3 (p-STAT3) level in patients with endometriosis were measured by Western blotting and/or immunohistochemical staining. The interaction between SMURF1 and SHP-1 was investigated by co-immunoprecipitation and ubiquitylation analysis.

結果:

本研究により、子宮内膜症患者におけるSHP-1の発現低下は、SMURF1の発現と負の相関があることが示された。E3ユビキチンリガーゼであるSMURF1は、SHP-1のユビキチン化と分解を介してSTAT3経路を活性化した。さらに、SMURF1はSTAT3シグナル伝達とその下流の標的であるMMP2とMMP9の発現を活性化することにより、子宮内膜間質細胞の細胞増殖と浸潤を促進したが、SHP-1は逆の作用を示した。さらに、SHP-1はSMURF1が介在する子宮内膜間質細胞の浸潤と増殖を阻害した。

RESULTS: The present study demonstrated that downregulation of SHP-1 expression in patients with endometriosis was negatively correlated with SMURF1 expression. SMURF1, an E3 ubiquitin ligase, activated the STAT3 pathway via ubiquitylation and degradation of SHP-1. Furthermore, SMURF1 promoted cell proliferation and invasion of endometrial stromal cells by activating STAT3 signaling and expression of its downstream targets, MMP2 and MMP9, whereas SHP-1 demonstrated an inverse effect. Additionally, SHP-1 inhibited SMURF1-mediated cell invasion and proliferation of endometrial stromal cells.

結論:

我々の知見は、SMURF1を介したSHP-1のユビキチン化が、子宮内膜症における子宮内膜間質細胞の増殖と浸潤を制御していることを示している。

CONCLUSIONS: Our findings indicate that SMURF1-mediated ubiquitylation of SHP-1 regulates endometrial stromal cell proliferation and invasion during endometriosis.