Analyses of molecular and cellular mechanisms of hypothetical protein FAM188B function in gastrointestinal cancer

Abstract

It has been previously reported that FAM188B has significant differential exon usage in cancers (NCBI GEO GSE30727), but the expression and function of FAM188B are not well characterized. Here, I explored the functions of FAM188B by a knockdown strategy, using siRNAs specific for FAM188B in gastric and colon cancer cell lines. FAM188B is a novel gene encoding a protein that is evolutionarily conserved among mammals. Its mRNA has been found to be highly expressed in most solid tumors, including gastric and colorectal cancer. FAM188B knockdown induced apoptosis in cancer cell lines, and simultaneous treatment of anticancer drugs and siFAM188B had a synergistic effect on reducing cell viability in gastric cancer. To identify the underlying mechanism, siFAM188B was transfected into colon cancer cell lines. Interestingly, siFAM188B treatment induced the upregulation and activation of p53, and consequently increased the p53-regulated pro-apoptotic proteins PUMA and BAX. Proteomic analysis of FAM188B immunocomplexes revealed p53 and USP7 as putative FAM188B-interacting proteins. Deletion of the putative USP7-binding motif in FAM188B reduced the interaction of FAM188B with USP7. It is noteworthy that FAM188B knockdown resulted in a decrease in overall ubiquitination of p53 immunocomplexes, as well as p53 ubiquitination, because USP7 is involved in p53 deubiquitination and FAM188B has recently been proposed as a putative deubiquitinase. FAM188B knockdown inhibited both colony formation and anchorage-independent growth in vitro. In addition, FAM188B knockdown by siRNA reduced tumor growth in xenografted mice, with an increase in p53 expression. Taken together, our data suggest that FAM188B has a putative oncogenic function, controlling p53 stability to promote cell growth. Therefore, control of FAM188B could be a possible target to inhibit tumor growth.

위암에서 엑손(Exon)이 다르게 발현하는 유전자들을 분석한 이전 연구에서, FAM188B는 염기 서열 분석을 통하여 유전자라고 추정되지만, 실험적으로는 증명되지 않은 “가설단백질 (hypothetical protein)”이었다. 가설단백질에 대해서는 현재까지 많은 연구가 되지 않았고, FAM188B의 발현 여부 및 그 기능에 대해서 밝혀진 바가 없었다. 이번 연구에서는 인간의 FAM188B 아미노산 서열 정보를 다른 종과 비교 분석하여 FAM188B가 척추동물들에서 진화적으로 보존되어 있는 것을 확인하고, 실제로 mRNA 및 단백질이 발현하는 것을 증명하였다. FAM188B가 진행성 위암으로 진행하는데 관여하는 것을 mRNA 분석을 통해 추정하였다. 종양 형성에 있어 FAM188B의 기능과 메커니즘을 밝히기 위해 위암 및 대장암 세포주에 FAM188B siRNA를 처리하여, 성장 억제와 세포가 사멸되는 현상을 관찰하였다. 세포 사멸은 FAM188B의 감소에 의해 p53이 증가하고 활성화되어 유도되었다. Mass spectrometry를 이용하여 FAM188B는 p53과 탈유비퀴틴화 효소인 USP7과 상호작용한다는 것을 발견하였다. 세포 및 동물 실험에서 FAM188B의 발현을 감소시키면 p53과 복합체 형성뿐만 아니라 p53의 유비퀴틴화를 전반적으로 감소시키며, 이 결과는 FAM188B와 USP7의 결합이 약해져 자유로워진 USP7에 의한 p53 탈유비퀴틴화가 진행된다는 증거를 제시하였다. 종합하면 FAM188B는 탈유비퀴틴화 효소인 UPS7과의 상호작용을 통하여 p53의 안정성을 조절하여 세포 성장을 증진시키며, 또한 FAM188B는 종양유전자로 추정할 수 있다. 따라서 앞으로 FAM188B 발현을 조절한다면 종양 성장을 억제하는 치료제로서의 새로운 가능성이 있다는 것을 제시하였다.