Glycine Decarboxylase Stimulates Hepatocellular Carcinoma Progression via Antiviral Signaling

Abstract

Hepatocellular carcinoma (HCC) is the second leading cause of cancer-related death globally, with a steadily increasing incidence observed in recent decades. The majority of cases of HCC are attributable to chronic liver disease, particularly hepatitis B and C. Glycine decarboxylase (GLDC), a key enzyme in the glycine cleavage system, plays a crucial role in single-carbon metabolism, which is indispensable for nucleotide biosynthesis. This study explores the role of GLDC in HCC progression. The present findings demonstrate that suppression of GLDC activates the interferon-mediated pathway. Among the inducible interferon-stimulated genes, interferon-induced protein 44-like (IFI44L) gene plays a role in the regulation of cell proliferation, tumor growth, and metastasis. The suppression of GLDC expression has been demonstrated to inhibit cell proliferation and tumorigenesis, while its over-expression has been shown to reverse these effects. The expression of IFI44L is augmented in GLDC-deficient cells and is repressed by GLDC overexpression. Treatment with polyinosinic-polycytidylic acid, a synthetic analogue of viral double-stranded RNA, further increased interferon signaling and IFI44L expression. The results of this study indicate that GLDC plays a significant regulatory role in the progression of HCC by modulating the interferon pathway.

간세포암종은 전 세계적으로 암 관련 사망의 두 번째 주요 원인으로, 최근 수십 년 동안 발병률이 꾸준히 증가하고 있다. 간세포암의 대부분은 만성 간 질환, 특히 B형 및 C형 간염에 기인한다. 글리신 분해 시스템의 핵심 효소인 Glycine decarboxylase (GLDC)는 뉴클레오티드 생합성에 필수적인 단일 탄소 대사에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 간세포암 진행에서 GLDC의 역할을 규명하는 것을 목표로 한다. 연구 결과, GLDC를 억제하면 인터페론 매개 경로가 활성화된다는 것을 확인했다. 유도성 인터페론 자극 유전자중 인터페론 유도 단백질 44 유사 유전자(interferon-induced protein 44-like, IFI44L)는 세포 증식, 종양 성장 및 전이 조절에 중요한 역할을 한다. GLDC의 발현을 억제하면 세포 증식과 종양 형성이 억제되는 반면, 과발현하면 이러한 효과를 되돌린다. IFI44L의 발현은 GLDC 결핍 세포에서 증가하며 GLDC 과발현에 의해 억제된다. 바이러스 이중 가닥 RNA의 합성 유사체인 폴리이노신-폴리시티딜산으로 처리하면 인터페론 신호와 IFI44L 발현이 더욱 증가한다. 결론적으로, 본 연구 결과는 GLDC가 인터페론 경로를 조절하여 간세포암의 진행에 중요한 조절 역할을 한다는 것을 시사한다.