Specific members of the Nima-Related Kinase (NEK) family have been linked to cancer development and progression, and a role for NEK5, one of the least studied members, in breast cancer has recently been proposed. However, while NEK5 is known to regulate centrosome separation and mitotic spindle assembly, NEK5 signalling mechanisms and function in this malignancy require further characterization. To this end, we established a model system featuring overexpression of NEK5 in the immortalized breast epithelial cell line MCF-10A. MCF-10A cells overexpressing NEK5 exhibited an increase in clonogenicity under monolayer conditions and enhanced acinar size and abnormal morphology in 3D Matrigel culture. Interestingly, they also exhibited a marked reduction in Src activation and downstream signalling. To interrogate NEK5 signalling and function in an unbiased manner, we applied a variety of MS-based proteomic approaches. Determination of the NEK5 interactome by Bio-ID identified a variety of protein classes including the kinesins KIF2C and KIF22, the mitochondrial proteins TFAM, TFB2M and MFN2, RhoH effectors and the negative regulator of Src, CSK. Characterization of proteins and phosphosites modulated upon NEK5 overexpression by global MS-based (phospho)proteomic profiling revealed impact on the cell cycle, DNA synthesis and repair, Rho GTPase signalling, the microtubule cytoskeleton and hemidesmosome assembly. Overall, the study indicates that NEK5 impacts diverse pathways and processes in breast epithelial cells, and likely plays a multifaceted role in breast cancer development and progression.

中文翻译：

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通过综合蛋白质组学方法鉴定乳腺上皮细胞中 NEK5 调节的生物学途径和过程

尼玛相关激酶 (NEK) 家族的特定成员与癌症的发展和进展有关，最近有人提出 NEK5（研究最少的成员之一）在乳腺癌中的作用。然而，虽然已知 NEK5 可调节中心体分离和有丝分裂纺锤体组装，但 NEK5 信号传导机制和在这种恶性肿瘤中的功能需要进一步表征。为此，我们建立了一个模型系统，其特点是在永生化乳腺上皮细胞系 MCF-10A 中过表达 NEK5。过表达 NEK5 的 MCF-10A 细胞在单层条件下表现出克隆形成增加，并在 3D Matrigel 培养物中增加腺泡大小和异常形态。有趣的是，它们还表现出 Src 激活和下游信号的显着减少。为了以公正的方式审视 NEK5 信号和功能，我们应用了多种基于 MS 的蛋白质组学方法。通过 Bio-ID 测定 NEK5 相互作用组，确定了多种蛋白质类别，包括驱动蛋白 KIF2C 和 KIF22、线粒体蛋白 TFAM、TFB2M 和 MFN2、RhoH 效应子和 Src、CSK 的负调节因子。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。我们应用了多种基于 MS 的蛋白质组学方法。通过 Bio-ID 测定 NEK5 相互作用组，确定了多种蛋白质类别，包括驱动蛋白 KIF2C 和 KIF22、线粒体蛋白 TFAM、TFB2M 和 MFN2、RhoH 效应子和 Src、CSK 的负调节因子。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。我们应用了多种基于 MS 的蛋白质组学方法。通过 Bio-ID 测定 NEK5 相互作用组，确定了多种蛋白质类别，包括驱动蛋白 KIF2C 和 KIF22、线粒体蛋白 TFAM、TFB2M 和 MFN2、RhoH 效应子和 Src、CSK 的负调节因子。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。通过 Bio-ID 测定 NEK5 相互作用组，确定了多种蛋白质类别，包括驱动蛋白 KIF2C 和 KIF22、线粒体蛋白 TFAM、TFB2M 和 MFN2、RhoH 效应子和 Src、CSK 的负调节因子。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。通过 Bio-ID 测定 NEK5 相互作用组，确定了多种蛋白质类别，包括驱动蛋白 KIF2C 和 KIF22、线粒体蛋白 TFAM、TFB2M 和 MFN2、RhoH 效应子和 Src、CSK 的负调节因子。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。通过基于 MS 的全局（磷酸）蛋白质组学分析对 NEK5 过表达调节的蛋白质和磷酸位点的表征揭示了对细胞周期、DNA 合成和修复、Rho GTPase 信号、微管细胞骨架和半桥粒组装的影响。总的来说，该研究表明 NEK5 影响乳腺上皮细胞的多种途径和过程，并可能在乳腺癌的发展和进展中发挥多方面的作用。