TRIM27,全称为tripartite motif-containing 27,是一种包含三个结构域的蛋白质,包括RING、B-box和coiled-coil结构域,这些结构域在蛋白质-蛋白质相互作用和E3连接酶活性中发挥重要作用。TRIM27在多种生物学过程中发挥关键作用,包括免疫反应、细胞分化、肿瘤发生和发展。
在免疫反应中,TRIM27通过激活TFEB介导的自噬流来发挥保护作用。在结核病中,TRIM27通过增强宿主巨自噬/自噬流来清除病原体。具体来说,TRIM27在结核分枝杆菌感染后增加,并作为TFEB转录激活因子。TRIM27结合TFEB启动子和TFEB转录因子CREB1,从而增强CREB1-TFEB启动子结合亲和力和CREB1对TFEB的转录活性,最终诱导自噬相关基因的表达以及自噬流的激活以清除病原体。TFEB激活剂1可以挽救TRIM27缺陷引起的自噬相关基因转录减少和自噬流减弱,从而抑制Mtb在细胞和小鼠模型中的细胞内存活[1]。
在肿瘤发生和发展中,TRIM27-USP7复合物通过STAT3激活促进肿瘤进展。TRIM27表达在一些HCC病例中增加,高TRIM27表达是HCC术后不良预后的独立预测因子。TRIM27表达与EpCAM、波形蛋白、MMP-9和STAT3在HCC中的表达相关。高TRIM27表达与USP7表达相关,高TRIM27表达和USP7表达升高的HCC显示出STAT3激活增强,导致预后较差。TRIM27-USP7复合物是HCC中有用的预后预测因子和有希望的HCC治疗靶点[2]。
此外,TRIM27在造血过程中发挥重要作用。在造血干细胞(HSC)中,TRIM27通过上调髓系主基因来赋予髓系造血的竞争优势。TRIM27过表达在髓系祖细胞中上调了髓系分化的关键调节因子,包括Spi1和Cebpg,上调了髓系增殖相关信号基因Nras、Runx1和Cbfb,上调了JAK/STAT信号抑制剂Socs2、Socs3和Cish,上调了髓系成熟相关基因Adam8和Dek。此外,TRIM27/TRIM27过表达引起的髓系增生优势在人和小鼠造血中得以保存。这是首次有研究显示TRIM27通过促进HSPC的髓系偏倚分化来赋予竞争性造血,而不是通过扩增HSC[3]。
TRIM27还在炎症和细胞增殖中发挥作用。在HaCaT细胞中,TRIM27通过激活STAT3信号通路促进IL-6诱导的增殖和炎症因子的产生。TRIM27表达在银屑病病变中增加,与IL-6信号通路相关,并且被rh-IL-6以时间依赖性方式诱导。rh-IL-6和TRIM27过表达诱导的细胞增殖、炎症因子产生以及Ki67和p-STAT3相对于STAT3的表达增加,分别被TRIM27沉默和STAT3沉默显著抑制。更重要的是,TRIM27与PIAS3相互作用,并在HaCaT细胞中过表达时促进PIAS3泛素化。PIAS3沉默也显著促进了TRIM27依赖性和IL6诱导的STAT3激活、细胞增殖和炎症因子产生。因此,TRIM27表达显著增加,提示存在TRIM27/STAT3依赖性机制,调节银屑病的炎症和增殖相关发展[4]。
在食管鳞状细胞癌(ESCC)中,TRIM27通过与KLF12相互作用来影响顺铂耐药性和癌症转移。KLF12下调促进顺铂耐药性和ESCC的癌症转移。KLF12结合L1细胞粘附分子(L1CAM)的启动子并抑制其表达。KLF12的消耗消除了由于KLF12丢失而引起的顺铂耐药性和癌症转移。此外,E3泛素连接酶TRIM27结合KLF12的N端区域并在K326处通过K33连接的泛素化泛素化KLF12。值得注意的是,TRIM27耗竭增强了KLF12的转录活性,从而抑制L1CAM的表达。总的来说,这项研究阐明了一个涉及TRIM27、KLF12和L1CAM的新调节机制,在ESCC中在顺铂耐药性和癌症转移中发挥着重要作用。针对这些基因可能是ESCC治疗的有希望的方法[5]。
在白血病中,USP7-TRIM27轴介导非经典PRC1.1功能和药物靶点。USP7和TRIM27是PRC1.1的非经典多梳复合物的重要组成成分。USP7相互作用组分析表明,PRC1.1是与USP7共沉淀的主要多梳复合物。USP7抑制导致PRC1.1解离和染色质结合丧失,同时降低H2AK119ub和H3K27ac水平,并减少PRC1.1控制位点的基因转录,而H2AK119ub标记也在PRC1位点丢失。TRIM27和USP7相互需要以整合到PRC1.1中,而TRIM27敲低部分挽救了USP7抑制剂敏感性。USP7抑制剂有效地损害AML细胞在体外增殖,并且在人白血病异种移植中,MLL-AF9诱导的白血病在体内延迟。我们提出一个模型,其中USP7抵消TRIM27 E3连接酶活性,从而维持PRC1.1的完整性和功能。此外,USP7抑制可能是治疗AML患者的一种有希望的新的策略[6]。
综上所述,TRIM27是一种多功能蛋白质,在免疫反应、细胞分化、肿瘤发生和发展、炎症和细胞增殖以及白血病中发挥重要作用。TRIM27的研究有助于深入理解其在多种生物学过程中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Zhao, Dongdong, Qiang, Lihua, Lei, Zehui, Liu, Cui Hua, Wang, Jing. 2024. TRIM27 elicits protective immunity against tuberculosis by activating TFEB-mediated autophagy flux. In Autophagy, 20, 1483-1504. doi:10.1080/15548627.2024.2321831. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38390831/
2. Sakamoto, Toshiya, Kuboki, Satoshi, Furukawa, Katsunori, Yoshizumi, Arihito, Ohtsuka, Masayuki. 2022. TRIM27-USP7 complex promotes tumour progression via STAT3 activation in human hepatocellular carcinoma. In Liver international : official journal of the International Association for the Study of the Liver, 43, 194-207. doi:10.1111/liv.15346. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35753056/
3. Wang, Tongjie, Xia, Chengxiang, Dong, Yong, Wang, Jinyong, Du, Juan. 2018. Trim27 confers myeloid hematopoiesis competitiveness by up-regulating myeloid master genes. In Journal of leukocyte biology, 104, 799-809. doi:10.1002/JLB.1A1217-480R. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29897614/
4. Miao, Xiao, Xiang, Yanwei, Mao, Weiwei, Li, Qi, Fan, Bin. 2019. TRIM27 promotes IL-6-induced proliferation and inflammation factor production by activating STAT3 signaling in HaCaT cells. In American journal of physiology. Cell physiology, 318, C272-C281. doi:10.1152/ajpcell.00314.2019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31747314/
5. Zhang, Hao, Zheng, Yujia, Wang, Zhen, Li, Chunxiang, He, Jie. 2024. KLF12 interacts with TRIM27 to affect cisplatin resistance and cancer metastasis in esophageal squamous cell carcinoma by regulating L1CAM expression. In Drug resistance updates : reviews and commentaries in antimicrobial and anticancer chemotherapy, 76, 101096. doi:10.1016/j.drup.2024.101096. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38924996/
6. Maat, Henny, Atsma, Tjerk Jan, Hogeling, Shanna M, van den Boom, Vincent, Schuringa, Jan Jacob. 2021. The USP7-TRIM27 axis mediates non-canonical PRC1.1 function and is a druggable target in leukemia. In iScience, 24, 102435. doi:10.1016/j.isci.2021.102435. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34113809/