褚云開，廖春華，鄧華云，黃 雷

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院組織胚胎學(xué)與遺傳發(fā)育學(xué)系，上海 200025

黏蛋白1（mucin1，MUC1）屬于黏蛋白家族，是一種Ⅰ型跨膜蛋白，相對分子質(zhì)量120 000～225 000。在正常組織中，MUC1 廣泛表達于消化道和呼吸道等分泌型上皮細胞管腔表面，呈極性分布，起潤滑和保護作用［1］。在腫瘤組織中，MUC1失去極性，均勻地表達在腫瘤細胞表面；此時，腫瘤細胞蛋白水平異常升高，可達正常細胞的50～100 倍。臨床研究［2-3］表明，MUC1 水平與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

MUC1通過和多種腫瘤相關(guān)蛋白相互作用，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。MUC1 與核因子κB （nuclear factor-κB，NF-κB）和p65 轉(zhuǎn)錄因子形成復(fù)合物，上調(diào)尿激酶型血漿素原激活劑（urokinase-type plasminogen activator，uPA）轉(zhuǎn)錄水平，增加卵巢癌細胞的侵襲性［4］；另一方面，MUC1 激活NF-κB 信號通路，誘導(dǎo)M2 型巨噬細胞浸潤，促進腫瘤形成［5］。MUC1 也可結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子p53 并抑制其活性，減少細胞凋亡；還有報道表明MUC1-C與雄激素受體（androgen receptor， AR） 的DNA 結(jié) 合 結(jié) 構(gòu) 域（DNA-binding domain，DBD）結(jié)合，占用并抑制前列腺特異性抗原（prostate specific antigen，PSA）啟動子，誘導(dǎo)前列腺癌細胞的侵襲和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化［6］。MUC1 還與表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）相互作用，激活EGFR/三磷酸腺苷結(jié)合盒B 亞家族成員1 轉(zhuǎn)運蛋白（ATP-binding cassette subfamily B member 1 transporter，ABCB1）信號軸和EGFR/白細胞介素-6（interleukin 6，IL-6）信號，導(dǎo)致腫瘤干細胞增殖及化學(xué)治療（化療）獲得性耐藥［7-8］的產(chǎn)生。

除了核受體相關(guān)蛋白，MUC1還和多種細胞質(zhì)蛋白 結(jié) 合 。 MUC1 與 磷 酸 肌 醇 -3- 激 酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）結(jié)合并激活PI3K/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號軸促進腫瘤的發(fā)展［9］。MUC1 通過與β-連環(huán)蛋白（β-catenin）相互作用并使其穩(wěn)定，激活Wnt信號通路，導(dǎo)致細胞惡性轉(zhuǎn)化［10-12］。MUC1 與共濟失調(diào)毛細血管擴張突變（ataxia-telangiectasia mutated，ATM）蛋白相互作用，促進DNA 修復(fù)，導(dǎo)致乳腺癌細胞系對放射治療（放療）不敏感［13］。最近研究發(fā)現(xiàn)MUC1 與E3 泛 素 連 接 酶WWP1 （WW domain containing E3 ubiquitin protein ligase 1）相互作用，并闡明了WWP1 通過內(nèi)體-自噬-溶酶體途徑降解MUC1的分子機制；更重要的是，我們發(fā)現(xiàn)蛋白酶體抑制劑可激活該降解作用，進而抑制MUC1介導(dǎo)的腫瘤增殖和腫瘤干細胞自我更新［14］。

為了更全面地了解MUC1與腫瘤的關(guān)系，揭示新的作用機制，本文針對MUC1在不同癌癥中的水平及其對患者生存的影響進行分析研究。同時，通過免疫共沉淀（co-immunoprecipitation，Co-IP）、液相色譜-串 聯(lián) 質(zhì) 譜 （liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）聯(lián)用的方式得到MUC1在細胞內(nèi)的結(jié)合蛋白，用生物信息學(xué)分析其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，以期為MUC1 陽性的腫瘤的發(fā)病機制研究和MUC1新功能發(fā)掘提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 細胞 人胚胎腎細胞HEK293T 來源于中科院上海生命科學(xué)研究院細胞資源中心。

1.1.2 試劑與儀器 DMEM 高糖培養(yǎng)基和PBS（上海源培生物科技股份有限公司，中國），100 mm細胞培養(yǎng)皿（上海越夷生物科技有限公司，中國），SDSPAGE 預(yù)制膠、胰蛋白酶、青霉素-鏈霉素和Nano293T 轉(zhuǎn)染試劑（蘇州新賽美生物公司，中國），胎牛血清（fetal bovine serum，F(xiàn)BS）（Gibco 公司，美國），HA-beads（Santa Cruz，美國），考馬斯亮藍染液（500 mL 甲醇+100 mL 冰乙酸+400 mL ddH2O+考馬斯亮藍），考馬斯亮藍洗脫液（500 mL甲醇+100 mL 冰乙酸+400 mL ddH2O），NETN150細胞裂解液（2.5 mL 50 mmol/L Tris pH7.6+2.5 mL 100 mmol/L NaCl+2.5 mL 0.5% NP 40+ddH2O 定容至50 mL）。超凈工作臺（Thermo，美國），Western blotting 蛋白電泳儀（Bio-Rad，美國），超聲波破碎儀（Bio-Rad，美國），高速冷凍離心機（Thermo，美國）。

1.2 方法

1.2.1 細胞培養(yǎng) 將HEK293T 細胞放入含有10%FBS的DMEM培養(yǎng)液中培養(yǎng)。

1.2.2 HEK293T 細胞轉(zhuǎn)染 細胞匯合度約60%時，用Nano293T 轉(zhuǎn)染試劑，轉(zhuǎn)染vector-HA 或MUC1-HA質(zhì)粒，48 h后收集細胞。

1.2.3 質(zhì)譜樣品制備和檢測 用NETN150 細胞裂解液裂解細胞，定量后與HA-beads 4 ℃孵育過夜。將樣品以16×g離心10 min。樣品經(jīng)SDS-PAGE 膠分離，進行考馬斯亮藍染色［14］。染好的凝膠送上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院質(zhì)譜平臺進行LC-MS/MS檢測。質(zhì)譜譜圖分析、結(jié)果分析均由上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院質(zhì)譜平臺完成。

1.2.4MUC1差異性表達和生存分析 使用GEPIA 2（gene expression profiling and interactive analyses 2）在線分析平臺（http：//gepia2.cancer-pku.cn/）分析癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫中MUC1在33 種癌癥中的轉(zhuǎn)錄水平。篩選MUC1高表達癌癥作預(yù)后生存分析，采取Kaplan-Meier方法，并評估風(fēng)險比（hazard ratio，HR）、95%置信區(qū)間（confidence interval，CI）和Log rankP值。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

1.2.5 MUC1結(jié)合蛋白的分析和相互作用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建使用String 11.5（https：//string-db.org/）這一能在線搜索已知蛋白質(zhì)之間相互作用的數(shù)據(jù)庫。選［Multiple proteins］ 并輸入質(zhì)譜分析得到的526 個MUC1 結(jié)合蛋白，［Organism］ 選［homo sapiens］；在［minimum required interaction score］將置信度得分設(shè)置為0.9［15］。對蛋白進行基因本體數(shù)據(jù)庫（Gene Ontology，GO）和京都基因與基因組百科全書 （Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG） 信號通路分析，同時構(gòu)建蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

使用GraphPad Prism 8.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。組間比較采用Student'st檢驗。P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MUC1在多種腫瘤組織中高表達

本研究用GEPIA 2 在線平臺分析了33 種癌癥中MUC1的轉(zhuǎn)錄水平（圖1）。MUC1在乳腺癌（breast carcinoma，BRCA）、宮頸癌（cervical squamous cell carcinoma and endocervical adenocarcinoma，CESC）、彌漫性大B 細胞瘤（lymphoid neoplasm diffuse large B-cell lymphoma，DLBC）、多發(fā)性膠質(zhì)細胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）、低級別腦膠質(zhì)瘤（brain lower grade glioma，LGG）、卵巢癌（ovarian carcinoma， OV） 、 胰 腺 癌 （pancreatic adenocarcinoma， PAAD）、 胸 腺 癌 （thymoma，THYM） 和子宮內(nèi)膜癌（uterine corpus endometrial carcinoma，UCEC）共9 種惡性腫瘤中高表達（紅色）；在腎上腺皮質(zhì)癌（adrenocortical carcinoma，ACC）等6 種惡性腫瘤中低表達（綠色）；在膀胱尿路上皮細胞癌（bladder urothelial carcinoma，BLCA）等18種惡性腫瘤中無明顯差異（黑色）。

圖1 MUC1在不同腫瘤組織中的轉(zhuǎn)錄水平Fig 1 Transcription levels of MUC1 in different tumor tissues

2.2 MUC1 高表達與多種惡性腫瘤患者生存期較短相關(guān)

為進一步探究MUC1高表達對不同惡性腫瘤患者生存期的影響，我們對上述9 種MUC1高表達的惡性腫瘤患者進行總體生存期（overall survival，OS）分析。在乳腺癌（BRCA，P=0.001）、宮頸癌（CESC，P=0.044）、多發(fā)性膠質(zhì)細胞瘤（GBM，P=0.049）、低 級 別 腦 膠 質(zhì) 瘤（LGG，P=0.000）、 胰 腺 癌（PAAD，P=0.008） 和 胸 腺 癌（THYM，P=0.035）6種腫瘤中，MUC1高表達組患者的OS較短，并具有統(tǒng)計學(xué)意義；而在彌漫性大B 淋巴細胞瘤（DLBC，P=0.250）、卵巢癌（OV，P=0.610）和子宮內(nèi)膜癌（UCEC，P=0.950） 中， 差 異 均 無 統(tǒng) 計 學(xué) 意 義（圖2）。

圖2 9種癌癥中MUC1表達與患者OS的關(guān)系Fig 2 Relationship between MUC1 expression and OS in 9 kinds of cancers

2.3 MUC1 結(jié)合蛋白主要定位于細胞器并與離子通道和酶的活性相關(guān)

我們通過質(zhì)譜發(fā)現(xiàn)526 個MUC1 結(jié)合蛋白，用String 11.5 在線數(shù)據(jù)庫對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行分析。出乎意料的是，MUC1 結(jié)合蛋白在細胞器（organelle）中定位最多，其次才是細胞質(zhì)（cytoplasm） 和膜結(jié)構(gòu)（membrane）等（圖3A）。進一步對這些蛋白的分子功能進行分析發(fā)現(xiàn)（圖3B），排在前面的主要功能是蛋白結(jié)合（protein binding）、離子結(jié)合（ion binding）和酶活性（catalytic activity）。其他依次為核苷酸結(jié)合（nucleotide binding）、 信 號 受 體 結(jié) 合（signaling receptor binding）和信號受體活性（signaling receptor activity）。該結(jié)果提示MUC1可與不同亞細胞定位的蛋白相互作用，可能參與細胞器、離子通道和酶的功能調(diào)控。

圖3 MUC1結(jié)合蛋白的亞細胞定位和分子功能分析Fig 3 Subcellular localization and molecular function of MUC1-binding proteins

2.4 MUC1 參與細胞應(yīng)激等重要生理過程并與代謝性疾病和腫瘤密切相關(guān)

我們還進一步分析MUC1 結(jié)合蛋白涉及的疾病。結(jié)果顯示，MUC1 結(jié)合蛋白主要在解剖實體性疾?。╠isease of anatomical entity）、細胞增殖性疾?。╠isease of cellular proliferation）、 代 謝 性 疾 病（disease of metabolism）和癌癥（cancer）中發(fā)揮作用（圖4A）。對MUC1 結(jié)合蛋白進行GO 功能分析，這些蛋白主要參與調(diào)控細胞應(yīng)激、代謝過程、發(fā)育過程和生物合成過程等（圖4B）。用KEGG 富集分析深入研究MUC1結(jié)合蛋白的信號通路，發(fā)現(xiàn)這些蛋白大多參與代謝相關(guān)通路和癌癥相關(guān)通路（圖4C）。這些結(jié)果提示MUC1在調(diào)控細胞應(yīng)激、代謝過程、發(fā)育過程和生物合成過程中發(fā)揮重要作用，并與代謝性疾病和腫瘤密切相關(guān)。

圖4 與MUC1結(jié)合蛋白有關(guān)的疾病、生物學(xué)進程和信號通路Fig 4 Diseases,biological processes and signaling pathways associated with MUC1-binding proteins

2.5 MUC1結(jié)合蛋白參與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析

2.5.1 癌癥相關(guān)通路 對MUC1 結(jié)合蛋白的癌癥相關(guān)通路進行深入分析（圖5A），發(fā)現(xiàn)主要有：βcatenin、 NOTCH1、 腺 苷 酸 環(huán) 化 酶7 （adenylate cyclase 7，ADCY7） 和磷酯酶Cγ-1（phospholipase Cγ 1，PLCG1）等。β-catenin 的上調(diào)能激活Wnt/βcatenin （藍色） 信號通路，促進腫瘤惡性轉(zhuǎn)化。NOTCH1 屬于Notch 家族受體，是在腫瘤組織中最常被檢測到的。Notch 信號通路（紅色）異常與食管癌、胃癌、宮頸癌及結(jié)直腸癌密切相關(guān)［16］。ADCY7上調(diào)會激活cAMP通路介導(dǎo)的抗炎癥反應(yīng)（綠色）和細胞增殖［17］。而PLCG1 上調(diào)能激活成纖維細胞生長因 子 受 體1 （fibroblast growth factor receptor 1，F(xiàn)GFR1）信號軸，抑制炎癥反應(yīng)并促進多種腫瘤細胞增殖［18］。這些結(jié)果提示MUC1 可與上述蛋白發(fā)生相互作用，直接調(diào)控癌癥相關(guān)信號通路來促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。

2.5.2 代謝相關(guān)通路 從蛋白相互作用關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中能發(fā)現(xiàn)，MUC1 結(jié)合的代謝通路相關(guān)蛋白（圖5B）主要涉及：三羧酸循環(huán)（紅色）、脂肪酸代謝（藍色）和丙氨酸/天門冬氨酸/谷氨酸（綠色）代謝。其中，檸檬酸合酶（citrate synthase，CS）和順烏頭酸酶2（aconitase 2，ACO2）存在于線粒體，均為三羧酸循環(huán)中重要的催化酶［19］；乙酰輔酶A 乙酰轉(zhuǎn)移酶2（acetyl-CoA acetyltransferase 2，ACAT2）主要在腸道和肝臟中表達，在膽固醇生物合成中發(fā)揮重要作用［20］。酰 基 輔 酶A 氧 化 酶1 （acyl coenzyme A oxidase 1，ACOX1）是過氧化物酶體脂肪酸氧化的限速酶，在過氧化物酶體途徑的脂肪酸β-氧化中發(fā)揮重要作用［21］；丙氨酸乙醛酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanineglyoxylate transaminase，AGXT）能將乙醛酸轉(zhuǎn)化為甘氨酸，同時也參與糖異生為細胞供能，而谷氨酸脫氫酶2（glutamate dehydrogenase 2，GLUD2）將谷氨酸可逆氧化脫氨為α-酮戊二酸［22-23］。其中，CS 又和ACAT2 和GLUD2 存在相互作用關(guān)系，將三羧酸循環(huán)、脂肪酸代謝和氨基酸代謝聯(lián)系起來。這些結(jié)果表明MUC1 結(jié)合蛋白之間的相互作用關(guān)系和三羧酸循環(huán)、脂肪酸代謝和丙氨酸/天門冬氨酸/谷氨酸代謝密切相關(guān)。MUC1可能通過調(diào)節(jié)上述代謝通路發(fā)揮促瘤作用。

2.5.3 cGMP-PKG 信號通路 研究［24］表明，cGMP-依賴cGMP 的蛋白激酶（cGMP-dependent protein kinase，PKG）信號的激活能抑制Wnt/β-catenin 通路，進而抑制黑色素細胞瘤的生長。腺苷酸環(huán)化酶（adenylate cyclase，ADCY）1/3/7/8 等（紅色）屬于ADCY 家族，能催化ATP 向cAMP 轉(zhuǎn)化，是cAMP 合成的關(guān)鍵分子［25］。研究表明cAMP上調(diào)能激活cAMP交換蛋白（exchange proteins directly activated by cAMP，EPACs）并促進多種腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移［26］，同時cAMP 與cGMP 有拮抗作用，cAMP 上調(diào)能抑制cGMP-PKG 通路（圖5C）。該結(jié)果提示MUC1可能參與ADCY1/3/7/8 的結(jié)合和調(diào)控，通過抑制cGMP-PKG信號發(fā)揮促腫瘤作用。

2.5.4 腫瘤壞死因子信號通路 在MUC1 結(jié)合蛋白參與的信號通路中，我們還發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α） 信 號 通 路（圖5D）。TNF-α 通路能抑制腫瘤細胞增殖并誘導(dǎo)凋亡［27］。TNF 誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡途徑主要有：胱天蛋白酶（caspase）介導(dǎo)的凋亡、NF-κB 凋亡通路和Jun激酶（Jun kinase，JNK）凋亡通路。其中，caspase-8 的活化是caspase 信號通路激活的重要環(huán)節(jié)，caspase-8 活化后將通過級聯(lián)反應(yīng)直接激活下游的caspase-3、caspase-6 和caspase-7，進而裂解細胞骨架蛋白、細胞外基質(zhì)蛋白和凋亡抑制效應(yīng)蛋白，使細胞凋亡［28］。絲裂原活化蛋白激酶13（mitogen-activated protein kinase 13，MAPK13）屬于MAPK 家族，活化的MAPK13 能被caspase-3 識別、切割并露出催化結(jié)構(gòu) 域［29］，促 進 凋 亡。JAG1 屬 于Notch 信 號 轉(zhuǎn) 導(dǎo) 配體，JAG1 降低可抑制乳腺癌MDA-MB-231 細胞增殖并誘導(dǎo)JNK 凋亡途徑［30］。這些結(jié)果表明，MUC1 可能參與調(diào)控TNF-α 誘導(dǎo)的多種凋亡途徑，影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.5.5 細胞周期 最后，我們還分析參與細胞周期調(diào)控的MUC1 結(jié)合蛋白（圖5E）。周期蛋白依賴性激酶7（cyclin-dependent kinases 7，CDK7）、周期蛋白H （cyclin-H，CCNH）、檢查點激酶1 （checkpoint kinase 1，CHEK1）、轉(zhuǎn)錄因子E2/3/4（transcription factor E2/3/4，E2F2/3/4）與細胞周期調(diào)控密切相關(guān)（紅色）；其中，CCNH 和CDK7 兩者能形成復(fù)合物并推進細胞周期進行［31］；E2F2和E2F3（藍色）均為細胞周期激活因子［32］。這些結(jié)果提示MUC1 可能與上述蛋白發(fā)生相互作用來調(diào)控細胞周期。

圖5 MUC1結(jié)合蛋白參與的信號通路Fig 5 Signaling pathways of MUC1-binding proteins

總之，我們通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)MUC1結(jié)合蛋白參與癌癥、代謝、cGMP-PKG、TNF和細胞周期等腫瘤相關(guān)信號通路，提示MUC1在調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展中的潛在機制。

3 討論

我們用GEPIA 2對33種腫瘤進行MUC1轉(zhuǎn)錄水平分析，發(fā)現(xiàn)MUC1在乳腺癌、宮頸癌和彌漫性大B細胞瘤等9種癌癥的腫瘤組織中呈現(xiàn)高表達；對這9種癌癥進行生存分析發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌、宮頸癌、多發(fā)性膠質(zhì)細胞瘤、低級別腦膠質(zhì)瘤、胰腺導(dǎo)管癌和胸腺癌中，MUC1高表達組患者總體生存期較短且有統(tǒng)計學(xué)意義。除乳腺癌和宮頸癌之外，我們首次發(fā)現(xiàn)在多發(fā)性膠質(zhì)細胞瘤、低級別腦膠質(zhì)瘤、胰腺癌和胸腺癌共4 種癌癥中，MUC1高表達患者的總體生存期較短。

為全面了解MUC1在細胞中的蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，我們通過質(zhì)譜實驗檢測到526 個MUC1 結(jié)合蛋白并進行GO 分析。令人驚訝的是，作為跨膜蛋白的MUC1，其結(jié)合蛋白最多定位于細胞器，其次才是細胞質(zhì)和細胞膜。MUC1 在細胞器的定位目前僅有線粒體的報道，具體功能不明［33-34］。我們發(fā)現(xiàn)MUC1 與CS和ACO2 等三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶存在結(jié)合，提示MUC1 可能參與調(diào)控三羧酸循環(huán)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與磷脂的合成，一部分會被轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate，PIP2）組成細胞質(zhì)膜，當(dāng)細胞受外界刺激后分解為二酰甘油（diacylglycerol， DAG） 和 三 磷 酸 肌 醇（inositol triphosphate，IP3），后者作為PI3K 前體參與PI3KAkt信號通路（圖4C），進而促進腫瘤的發(fā)展［35］；我們也發(fā)現(xiàn)一些MUC1 結(jié)合蛋白具有調(diào)控鈣信號通路（calcium signaling pathway）功能（圖4C）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上存在大量鈣釋放激活的鈣通道（Ca2+release activated Ca2+channel，CRAC-C），這些鈣離子通道參與調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，通過多種機制促進腫瘤生長、耐藥和轉(zhuǎn)移［36］。我們的發(fā)現(xiàn)與這些細胞器本身的功能相吻合，提示MUC1 可能參與調(diào)控多種細胞器功能并影響細胞代謝等生命活動。進一步對MUC1 結(jié)合蛋白進行分子功能分析發(fā)現(xiàn)，MUC1 結(jié)合蛋白主要參與蛋白結(jié)合、離子結(jié)合和酶活性等功能。有研究［37］表明，MUC1 結(jié)合雌激素受體α（estrogen receptor，ERα）并上調(diào)Rab31 的轉(zhuǎn)錄，而Rab31 又能正反饋促進MUC1 的表達，最終促進乳腺癌惡性轉(zhuǎn)化。EZH2組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶在各類癌癥中高表達，而MUC1與EZH2 結(jié)合并提高其活性，促進腫瘤發(fā)生發(fā)展［38］；我們的結(jié)果與文獻報道一致?？傊?，這些發(fā)現(xiàn)表明MUC1 可與不同亞細胞定位的蛋白發(fā)生相互作用，可能參與細胞器、離子通道和酶的功能調(diào)控，提示更重要的功能有待被挖掘。

對MUC1結(jié)合蛋白涉及的疾病進行分析發(fā)現(xiàn)，這些蛋白主要涉及解剖實體疾病、細胞增殖性疾病、代謝疾病和癌癥。細胞增殖異常和代謝紊亂也可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展，與MUC1在腫瘤中發(fā)揮的功能相吻合。對MUC1 結(jié)合蛋白的GO 生物學(xué)進程分析顯示，這些蛋白主要在應(yīng)對外來刺激和代謝過程中發(fā)揮功能，除此之外我們也觀察到不少蛋白在發(fā)育過程（developmental process） 和 上 皮 細 胞 發(fā) 育（epithelium development） 中 發(fā) 揮 作 用， 這 也 和MUC1 在正常上皮細胞中的保護作用［39］和在小鼠胚胎干細胞中MUC1 降低活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平［40］等發(fā)現(xiàn)一致。

我們還對MUC1 結(jié)合蛋白進行KEGG 通路分析，這些蛋白主要參與到代謝通路和癌癥相關(guān)通路中。首先，異常的能量代謝是腫瘤的特點。在腫瘤生長過程中，除了經(jīng)糖酵解和三羧酸循環(huán)途徑大量生成ATP之外，細胞也需要大量的氨基酸和脂肪等物質(zhì)［36］，GLUD2 和ACAT2 恰為氨基酸和脂肪酸代謝的關(guān)鍵分子。目前尚沒有研究表明MUC1和這些代謝通路上的酶存在相互作用，因此我們推測MUC1 可能通過與兩者相互作用來提高氨基酸和脂肪酸的代謝水平進而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。其次，還發(fā)現(xiàn)cAMP、Wnt/β-catenin 和Notch 等促腫瘤信號通路，與報道一致［7，11，41］。另外，我們也發(fā)現(xiàn)MUC1與TNF-α凋亡通路存在相互作用。有研究表明MUC1 與caspase-8 競爭結(jié)合Fas 相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域（Fas-associating protein with a novel death domain，F(xiàn)ADD）進而減少細胞凋亡［42］，MUC1還可結(jié)合JNK1并激活JNK信號通路減少結(jié)腸癌細胞凋亡［43］，這些報道與我們的發(fā)現(xiàn)相一致。此外，我們還發(fā)現(xiàn)MUC1 也參與細胞周期的調(diào)控。有研究［44-46］表明E2F2 和E2F3 在小細胞肺癌、乳腺癌和前列腺癌等癌癥中高表達，對腫瘤細胞增殖具有促進作用。在腫瘤細胞中，周期蛋白依賴性激酶9（cyclin-dependent kinases 9，CDK9）普遍上調(diào)從而導(dǎo)致有絲分裂被持續(xù)激活［47］。我們首次發(fā)現(xiàn)MUC1與CDK7和CCNH 相互作用，因此MUC1調(diào)控細胞周期也可能是促進腫瘤增殖的機制之一，此結(jié)論有待于進一步研究。

綜上，本研究廣泛篩查分析MUC1在不同腫瘤細胞中的表達水平和對患者生存期的影響；采用質(zhì)譜檢測到526 種MUC1 結(jié)合蛋白，對其進行生物信息學(xué)分析并探討MUC1結(jié)合蛋白主要的分子功能、參與的生物學(xué)過程和信號通路，創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)多個新的MUC1結(jié)合蛋白，為研究MUC1生物學(xué)新功能奠定基礎(chǔ)。未來的工作將深入研究MUC1與氨基酸和脂肪代謝的關(guān)系以及MUC1和細胞周期調(diào)控的關(guān)系，以揭示MUC1在腫瘤中新的生物學(xué)功能和作用機制。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻/Authors'Contributions

廖春華、鄧華云參與實驗設(shè)計；褚云開參與實驗實施、數(shù)據(jù)總結(jié)、論文寫作和修改；黃雷全程指導(dǎo)論文寫作和修改。所有作者均閱讀并同意最終稿件的提交。

The study was designed by LIAO Chunhua and DENG Huayun. The experiment was conducted，the data was summarized and the manuscript was drafted by CHU Yunkai.The project was designed and the manuscript was revised by HUANG Lei.All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-04-01

·Accepted：2022-07-01

·Published online：2022-08-19

參·考·文·獻

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