Pin1과 p70S6K의 상호작용에 의한 insulin 유도성 AP-1 활성 및 세포 형질 변환의 조절 기전 연구

Abstract

펩티딜-프롤린 이성화효소인 Pin1은 serine이나 threonine 뒤에 proline이 따르는 잔기가 인산화(pSer/Thr-Pro)된 단백질에 결합해서 cis/trans 이성화효소로 작용하여, 세포 증식과 세포형질전환에 중추적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 비록 Pin1이 간암 세포주에서 과발현 되었다고 보고되었지만, 그 분자적 기전은 밝혀지지 않았다. 이 논문에서 본인은 in vitro, ex vivo에서 Pin1이 p70S6K와 결합한다는 것을 밝혔다. Pin1을 과발현시켰을 때, 간암세포(SK-HEP-1)에서 인슐린 자극에 의한 p70S6K의 인산화가 더욱 증가되었고, 반대로 Pin1 knockout mouse embryonic fibroblasts (MEFs)에서는 정상세포와 비교시 인슐린에 의한 p70S6K의 인산화가 현저히 감소되었다. 그 뿐만 아니라, 인슐린 자극시Pin1은 p70S6K와의 상호작용을 통해 ERK1/2의 인산화를 증가시켰다. 이러한 현상은p70S6K 활성을 억제하는 rapamycin 처리를 통해 억제되었다. 따라서, Pin1은 간암세포에서 p70S6K-ERK1/2 신호를 통해서 AP-1의 활성에 영향을 준다는 것을 규명하였다. 이러한 기전을 통해서, Pin1이 infection된 JB6 Cl41 세포는 GFP만 infection된 JB6 Cl41 세포에 비해서 인슐린 자극에 의한 세포 형질전환이 훨씬 유도된다는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 간암세포에서 Pin1이 p70S6K와의 상호작용을 통해 인슐린 신호를 증폭시켜 발암 과정에 중요한 역할을 하는 단백질이라는 것을 시사하며, 이를 항암 치료의 타겟으로 설정할 수 있다는 가능성을 보여준다.|Phosphorylation of proteins on serine or threonine residues that immediately precede proline (pSer/Thr-Pro) is specifically catalyzed by the peptidyl-prolyl cis/trans isomerase Pin1 and Pin1 is a central signaling mechanism in cell proliferation and transformation. Although Pin1 is frequently overexpressed in hepatocellular carcinoma (HCC), the molecular mechanism of Pin1 in HCC has not been completely elucidated. Here, we show that Pin1 interacts with p70S6K in vitro and ex vivo. Overexpression of Pin1 resulted in enhanced p70S6K phosphorylation induced by insulin in SK-HEP-1 cells. In contrast, Pin1-/- mouse embryonic fibroblasts (MEFs) exhibited significantly decreased insulin-induced p70S6K phosphorylation compared to Pin1+/+ MEFs. Furthermore, Pin1 enhanced the insulin-induced ERK1/2 phosphorylation through its interaction with p70S6K, whereas the inhibition of p70S6K activity by rapamycin suppressed insulin-induced ERK1/2 phosphorylation in SK-HEP-1 cells. Hence, Pin1 affected AP-1 activity through p70S6K-ERK1/2 signaling in SK-HEP-1 cells. Most importantly, Pin1-overexpressing JB6 Cl41 cells enhanced neoplastic cell transformation promoted by insulin much more than GFP-overexpressing JB6 Cl41 control cells. These results imply that Pin1 amplifies insulin signaling in hepatocarcinoma cells through its interaction with p70S6K, suggesting that Pin1 plays an important role in insulin-induced tumorigenesis and is a potential therapeutic target in hepatocarcinoma.