Zswim4,也称为Zinc Finger SWIM-Type Containing 4,是一种锌指SWIM结构域蛋白。该基因在胚胎发育、细胞信号传导和癌症发生发展中发挥着重要作用。Zswim4通过影响BMP信号通路,参与胚胎背腹轴的形成。在胚胎发育过程中,Zswim4的表达与BMP信号通路的活性密切相关。研究发现,Zswim4在Xenopus gastrulation的Spemann-Mangold organizer中表达,并在神经外胚层发育过程中富集。Zswim4的敲低或敲除会导致胚胎腹侧化,而过表达Zswim4则会降低腹侧中胚层标记基因的表达水平。Zswim4通过降低细胞核中SMAD1的蛋白稳定性,从而抑制BMP信号传导。此外,Zswim4还可以与Elongin B和Elongin C相互作用,形成Cul2-RING泛素连接酶复合物,进一步促进SMAD1的泛素化和降解[2]。
在癌症研究中,Zswim4的表达与多种癌症的发生发展密切相关。研究发现,Zswim4在结直肠癌中高表达,并且与肿瘤的侵袭和转移有关。通过生物信息学分析,研究者构建了一个结直肠癌中的外泌体miRNA-mRNA网络,发现Zswim4是其中一个关键的mRNA节点。该研究还发现,Zswim4的表达与结直肠癌患者的总生存期、肿瘤分期和MSI表型相关,表明Zswim4在结直肠癌的发生发展中具有重要作用[1]。
在乳腺癌中,Zswim4的表达与JAK2抑制剂耐药性相关。研究发现,Zswim4的表达升高会导致乳腺癌细胞对JAK2抑制剂TG101209的耐药性增加。进一步研究发现,Zswim4的敲低可以显著增强乳腺癌细胞对TG101209的敏感性,而过表达Zswim4则可以减轻TG101209的杀伤作用。此外,Zswim4的敲低还会导致维生素D受体(VDR)的表达和1α,25-(OH)2VD3的利用下降,而VDR的沉默或GW0742介导的VDR活性阻断可以部分逆转JAK2抑制剂的耐药性。这表明Zswim4可能是乳腺癌细胞JAK2抑制剂耐药性的诱导基因,JAK2抑制剂和VDR抑制剂的联合治疗可能在乳腺癌中发挥更好的协同治疗作用[4]。
Zswim4的表达还与上皮性卵巢癌(EOC)的化疗耐药性相关。研究发现,Zswim4在EOC肿瘤组织中过表达,并且与患者的预后不良相关。Zswim4的表达与EOC的复发相关。研究发现,Zswim4的敲低可以增强EOC细胞对卡铂治疗的敏感性。机制研究发现,Zswim4的敲低可以下调参与甘氨酸合成的限速酶的表达,导致细胞内甘氨酸水平下降,从而增强卡铂治疗引起的细胞内活性氧的产生。此外,Zswim4蛋白的抑制剂IPN60090可以直接结合Zswim4蛋白,并在EOC细胞和患者来源的类器官模型中发挥显著的化疗增敏作用。这表明Zswim4抑制可以改善EOC细胞的化疗敏感性,为EOC的治疗提供新的策略[3]。
综上所述,Zswim4是一种重要的锌指SWIM结构域蛋白,参与胚胎发育、细胞信号传导和癌症发生发展。Zswim4在多种癌症中发挥重要作用,包括结直肠癌、乳腺癌和EOC。Zswim4的表达与肿瘤的侵袭、转移和化疗耐药性相关。进一步研究Zswim4的生物学功能和调控机制,有助于深入理解癌症的发生发展机制,为癌症的诊断、治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Ma, Jun, Wang, Peilong, Huang, Lei, Qiao, Jianxia, Li, Jianhong. 2021. Bioinformatic analysis reveals an exosomal miRNA-mRNA network in colorectal cancer. In BMC medical genomics, 14, 60. doi:10.1186/s12920-021-00905-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33639954/
2. Wang, Chengdong, Liu, Ziran, Zeng, Yelin, Chan, Wai Yee, Zhao, Hui. 2024. ZSWIM4 regulates embryonic patterning and BMP signaling by promoting nuclear Smad1 degradation. In EMBO reports, 25, 646-671. doi:10.1038/s44319-023-00046-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38177922/
3. Gong, Kunxiang, Huang, Yinger, Zheng, Yanqin, Hao, Wenbo, Shi, Kun. 2024. ZSWIM4 inhibition improves chemosensitivity in epithelial ovarian cancer cells by suppressing intracellular glycine biosynthesis. In Journal of translational medicine, 22, 192. doi:10.1186/s12967-024-04980-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38383406/
4. Gong, Kunxiang, Song, Kai, Zhu, Zhenyun, Wang, Kun, Shi, Jian. 2021. SWIM domain protein ZSWIM4 is required for JAK2 inhibition resistance in breast cancer. In Life sciences, 279, 119696. doi:10.1016/j.lfs.2021.119696. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34102191/