CLK3 is a Novel Negative Regulator of NF-κB Signaling

Chronic inflammation has been shown to be closely associated with tumor development and progression. Nuclear factor kappa B (NF-κB) is composed of a family of five transcription factors. NF-κB signaling plays a crucial role in the inflammatory response and is often found to be dysregulated in various types of cancer, making it an attractive target in cancer therapeutics. In this study, CDC-like kinase 3 (CLK3) was identified as a novel kinase that regulates the NF-κB signaling pathway. Our data demonstrate that CLK3 inhibits the canonical and non-canonical NF-κB pathways. Luciferase assays following the transient or stable expression of CLK3 indicated that this kinase inhibited NF-κB activation mediated by Tumor necrosis factor-alpha (TNFα) and Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), which are known to activate NF-κB signaling via the canonical pathway. Consistent with data on the ectopic expression of CLK3, CLK3 knockdown using shRNA constructs increased NF-κB activity 1.5-fold upon stimulation with TNFα in HEK293 cells compared with the control cells. Additionally, overexpression of CLK3 suppressed the activation of this signaling pathway induced by NF-κB-inducing kinase (NIK) or CD40, which are well-established activators of the non-canonical pathway. To further examine the negative impact of CLK3 on NF-κB signaling, we performed Western blotting following the TNFα treatment to directly identify the molecular components of the NF-κB pathway that are affected by this kinase. Our results revealed that CLK3 mitigated the phosphorylation/activation of transforming growth factor-α-activated kinase 1 (TAK1), inhibitor of NF-κB kinase alpha/beta (IKKα/α), NF-κB p65 (RelA), NF-κB inhibitor alpha (IκBα), and Extracellular signal-regulated kinase 1/2-Mitogen-activated protein kinase (ERK1/2-MAPK), suggesting that CLK3 inhibits both the NF-κB and MAPK signaling activated by TNFα exposure. Further studies are required to elucidate the mechanism by which CLK3 inhibits the canonical and non-canonical NF-κB pathways. Collectively, these findings reveal CLK3 as a novel negative regulator of NF-κB signaling.

NF-κB 신호경로에서 CLK3의 새로운 음성 조절자로서의 기능

만성 염증은 종양의 발생 및 진행과 밀접하게 연관되어 있다. 핵인자 kappa B (NF-κB)는 5개의 전사인자로 구성되며 염증 반응에 필수적인 역할을 한다. 다양한 암에서 NF-κB의 조절장애가 보고되고 있으며 NF-κB 조절이 암 치료에 있어 핵심 표적이 된다. 본 연구에서는 CDC Like Kinase 3 (CLK3)를 NF-κB 신호전달 경로를 조절하는 새로운 키네이스임을 확인하였다. 우리는 CLK3가 정규 및 비정규 NF-κB 신호전달경로를 억제하는 것을 밝혔다. CLK3 과발현 또는 knock-down 세포주를 이용한 루시퍼레이즈 분석 결과, 이 키네이스는 TNFα와 PMA가 유도하는 정규 NF-κB 신호전달경로 활성을 억제하였다. 또한 CLK3 과발현은 잘 알려진 비정규 NF-κB 신호경로 유도제인 NF-κB-inducing kinase (NIK) 또는 CD40에 의한 NF-κB 활성을 저해하였다. 추가적으로 CLK3의 NF-κB 신호전달 저해기전을 설명하고자 TNFα 처리 후 웨스턴 블롯 분석으로 이 키네이스 영향권 내에 있는 NF-κB 신호경로 분자들을 식별하였다. 그 결과 CLK3가 TAK1, IKKα/α, p65, IκBα 및 ERK1/2-MAPK의 인산화/활성화를 저해하여 TNFα 처리로 유도된 NF-κB 및 MAPK 신호경로를 모두 억제함을 밝혔다. 앞으로의 연구는 CLK3가 정규 및 비정규 NF-κB 경로를 억제하는 기작을 밝히는데 초점을 맞출 것이다. 위 연구 결과들을 토대로 CLK3가 NF-κB 신호전달경로의 새로운 음성 조절자로써 기능함을 제시하였다.