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2026年9月21日，国际知名期刊STTT（81.2分）在线发表了南京中医药大学贾立军、上海中医药大学附属龙华医院李立辉研究员关于肺腺癌的研究成果： HSP90 通过 CHIP E3 泛素连接酶将 ROC1/RBX1 保护免受蛋白酶体降解，从而促进肺腺癌的发生 蛋白质泛素化是一种可逆的翻译后修饰，通过动态调控数千种细胞蛋白质的稳定性、定位及生物活性，在人类癌症的发生、发展及恶性进展中发挥不可或缺的调控作用。Cullin-RING 连接酶（CRL）是多亚基 E3 泛素连接酶复合体中规模最大的类别，其通过介导高丰度底物蛋白质的蛋白酶体降解，协调多种核心生物学事件，包括细胞周期转换、DNA 损伤修复以及信号转导。Cullins 调节因子 1（ROC1），亦称 RING box 蛋白-1（RBX1），是 CRL 复合体的关键组分之一。ROC1 可选择性结合除 Cullin5 外的大多数 Cullin 家族成员（即 Cullin1、2、3、4a、4b 及 7），并与不同底物招募适配蛋白协同作用，组装出具有完整催化活性的 CRL E3 连接酶复合体，最终促进小分子泛素从 E2 泛素结合酶向特定底物转移，进而启动蛋白酶体介导的降解过程。一系列研究证实，ROC1 在多种人类恶性肿瘤中的表达均显著上调，且其高蛋白水平与肿瘤病理分期较晚、侵袭性转移及不良临床预后呈正相关。与此一致，靶向抑制 ROC1 在多种肿瘤模型中均展现出显著的抗癌效应。ROC1 的敲低会破坏 CRL 复合体的结构完整性和酶活性，导致多种肿瘤抑制因子在细胞内大量积聚，并诱导多种形式的细胞死亡。据报道，在肺癌和肝癌中沉默 ROC1 可触发 p21 介导的 G2 期细胞周期阻滞、细胞衰老以及 DEPTOR 依赖性自噬。在食管癌中，通过药理学手段抑制 Neddylation-CRL 轴，可阻断 ATF4 和 Noxa 的降解，从而引发细胞凋亡。总之，越来越多的证据确凿地表明，ROC1 是一种可靠的预后生物标志物，也是恶性肿瘤的重要治疗靶点。然而，ROC1 在人类癌症中过表达的分子机制——这一领域的关键问题——仍大多未被充分阐明。 热休克蛋白 90（HSP90）是一种在进化上高度保守且至关重要的分子伴侣，它在维持蛋白质稳态中发挥关键作用，从而保障人类细胞内靶蛋白的功能与结构完整性。真核细胞中主要存在两种胞质 HSP90 亚型：由 HSP90AA1 基因编码的 HSP90α，以及由 HSP90AB1 基因转录的 HSP90β；这两种亚型在胞质内均发挥重叠但部分不同的分子伴侣活性。已有研究报道，HSP90 的分子伴侣功能在肿瘤发生、发展过程中至关重要，并且部分通过结合并随后调控多种致癌客户蛋白（包括 HER2、 AKT 、cRaf 和 HIF1α）的成熟与稳定来实现。过去几十年间，针对HSP90的小分子抑制剂，如17- AAG 、STA-9090和Tas-116（Pimitespib），不断被开发出来，并展现出卓越的抗肿瘤效果。得益于这些抑制剂在临床前研究中表现出的显著抗肿瘤活性，多种针对HSP90的小分子抑制剂已进入Ⅲ期临床试验，用于治疗多种实体瘤及血液恶性肿瘤，这进一步证明了靶向 HSP90 在药物研发及癌症治疗中的应用前景。因此，系统性地鉴定 HSP90 的新型客户蛋白，并进一步阐明其促癌机制，对于为开发更精准、更有效的抗癌治疗策略提供新的线索至关重要。 大量研究已确证，HSP90 的底物蛋白在生理及肿瘤微环境条件下，常通过泛素-蛋白酶体系统（UPS）被降解。该泛素化修饰过程依赖于由三种酶组成的顺序催化级联反应：泛素激活酶 E1、泛素结合酶 E2 以及底物特异性 E3 泛素连接酶。其中，E3连接酶作为核心组分，专门识别并选择靶底物，进而介导泛素标记及蛋白酶体降解过程。HSC70相互作用蛋白（CHIP，亦称STUB1）的羧基末端是一种已被充分表征的含U-box结构的E3泛素连接酶，可调控众多与HSP90结合的致癌蛋白的降解速率与稳定性。在结构上，CHIP包含两个关键功能域：C端U-box结构域用于与E2酶结合，N端四三肽重复结构域则介导其与热休克蛋白的特异性相互作用。已有报道显示，CHIP在多种人类恶性肿瘤中表达显著下调，导致其致癌蛋白底物无法被有效降解，最终促进肿瘤发生与恶性进展。值得注意的是，据我们所知，目前尚未见关于CHIP与CRL泛素连接酶复合体（尤其是核心催化亚基ROC1）之间物理相互作用及调控关系的报道，这极大限制了我们对肺腺癌中泛素-蛋白酶体系统（UPS）介导的肿瘤调控机制的全面理解。 既往众多研究均致力于证实 ROC1 是促进多种人类恶性肿瘤无限增殖及远处转移的关键因子。然而，ROC1 蛋白稳定化的具体上游调控机制仍知之甚少。本研究整合多学科蛋白质组学分析方法，鉴定出一种由分子伴侣蛋白 HSP90 与 CHIP E3 泛素连接酶介导的独特 ROC1 调控机制，并进一步利用肺腺癌细胞系、肿瘤异种移植动物模型及患者来源类器官模型，证实该调控机制对肺腺癌进展具有关键作用。 示意图工作模型。在肺腺癌中，HSP90 保护 ROC1 免受 CHIP E3 连接酶介导的泛素化降解，从而导致抑癌蛋白 p21 和 p27 的降解及肿瘤进展；而使用特定小分子抑制剂 STA-9090 和 17- AAG 使 HSP90 失活后，则会促进 CHIP E3 介导的 ROC1 泛素化降解，进而导致 p21 和 p27 的积累及肿瘤抑制。 以上内容仅用于研究用途，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！

蛋白质泛素化降解系统掌控着细胞内绝大部分蛋白的命运。其中 Cullin-RING 泛素连接酶（CRL）家族是最大的多亚基泛素连接酶，而 ROC1（又称 RBX1）正是这一家族共用的核心催化亚基，参与约两成经泛素-蛋白酶体途径的蛋白降解【1-2】。既往研究已反复提示，ROC1 在多种恶性肿瘤中过表达，预示分期晚、预后差；敲低 ROC1 可在多种肿瘤模型中诱导衰老、自噬与凋亡，使其成为颇具吸引力的抗癌靶点。然而驱动 ROC1 高表达的机制长期不明，尤其是它的蛋白稳定性由谁掌控，几乎没有答案。肺腺癌中这一矛盾尤为突出：肿瘤组织里 ROC1 蛋白明显升高，其 mRNA 水平却与癌旁组织没有差异——差异只能来自翻译后调控。究竟谁在保护 ROC1 免于降解？ 2026年9月21日，南京中医药大学贾立军团队和上海中医药大学附属龙华医院李立辉团队，在《Signal Transduction and Targeted Therapy》在线发表题为"HSP90 shields ROC1/RBX1 from proteasomal degradation by CHIP E3 ubiquitin ligase to promote lung adenocarcinoma"的研究论文。该研究阐明 ROC1 稳定的上游机制：HSP90 以 N 端结合并遮蔽 ROC1，阻断 CHIP 介导的降解；75 例肺腺癌组织中二者双高者生存更差。 为锁定 ROC1 的保护者，研究团队在肺腺癌 A549、H1299 细胞中用 ROC1 抗体做免疫共沉淀并耦合质谱，系统筛选其结合蛋白。除 Cullin 家族这一已知互作成员外，两种 HSP90 亚型 HSP90α、HSP90β 被反复捕获；内源免疫共沉淀、外源过表达反向 pull-down 与免疫荧光共定位逐一确认了两者的结合，截短突变体实验进一步把结合区域定位到 HSP90 的 N 端结构域。整套结论在多个细胞系、A549 裸鼠移植瘤（每组 9 只）、75 例人肺腺癌组织芯片和人源肿瘤类器官四个层级上交叉验证，TCGA 数据与 qPCR 则共同排除了转录层面的贡献。ROC1 的高表达由翻译后机制驱动，寻找它的"保护者"成为下一步的唯一线索。 📊 Figure 1 ROC1 结合蛋白的质谱筛选与验证：除 Cullin 家族外捕获 HSP90α/β，内源外源免疫共沉淀与免疫荧光确认结合，截短突变定位结合区域为 HSP90 N 端。 那么 HSP90 结合对 ROC1 意味着什么？团队用 N 端抑制剂 STA-9090、17-AAG、AUY-922 处理四种肺腺癌细胞，ROC1 蛋白剂量依赖性下降，而 ROC1 mRNA 毫无变化；C 端抑制剂顺铂、新生霉素、EGCG 则不产生这一效应。敲低实验进一步把功能归于 HSP90β（HSP90AB1）而非 HSP90α。HSP90 的 N 端以翻译后方式稳定 ROC1，这是肺腺癌中 ROC1 高表达的蛋白层面根源。降解通路的分辨同样干脆：蛋白酶体抑制剂 MG132 完全阻断药物诱导的 ROC1 下降，溶酶体抑制剂氯喹不能；伴随出现的是 ROC1 上多聚泛素化、尤其 K48 连接泛素化的大幅增加。 📊 Figure 2 N 端 HSP90 抑制剂剂量依赖降低 ROC1 蛋白并增加其 K48 多聚泛素化，MG132 阻断而氯喹无效；C 端抑制剂与 HSP90α 敲低均不影响 ROC1。 为找出给 ROC1 装配泛素链的 E3，团队先借助 E3-底物互作计算模型给出 BRCA1、ITCH、CDC34、FZR1、CHIP 五个候选，逐一敲低后只有 CHIP 缺失能升高 ROC1 蛋白而不动其 mRNA；反向过表达 CHIP 则剂量依赖性压低 ROC1。因果链的每个环节都被单独检验：酶活突变体 H260Q、P269A 与不能结合 HSP70 的 K30A 突变体全部失效；CC（coiled-coil）结构域介导 CHIP 与 ROC1 的物理结合，降解发生在细胞质并被 MG132 阻断；六个赖氨酸突变体中仅 K26R 逃逸 CHIP 催化的泛素化与降解，且连接类型确证为 K48。最关键的是反向救援实验——敲除 CHIP 后，STA-9090 和 17-AAG 再也拉不低 ROC1，且药物处理显著增强 ROC1 与 CHIP 的结合。HSP90 在场时 ROC1 归 HSP90，HSP90 被抑制后 ROC1 才交给 CHIP 降解，这一竞争性互作构成完整的调控链条。 📊 Figure 3 五个候选 E3 中仅 CHIP 敲除升高 ROC1；酶活突变体 H260Q/P269A 与 HSP70 结合突变体 K30A 均失效，CC 结构域介导结合，降解定位于细胞质并被 MG132 阻断。 📊 Figure 4 K26 是 ROC1 上唯一的 CHIP 泛素化位点，K26R 突变逃逸降解；CHIP 敲除完全阻断 HSP90 抑制剂诱导的 ROC1 下降。 降解开关找到后，剩下的问题是这条分子链是否真在支撑肿瘤生长。体外，HSP90 抑制以与 ROC1 敲低一致的表型压住肺腺癌细胞增殖并阻滞 G2/M 期：ROC1 调控的 Cullin1-4b 随 ROC1 一起下降，不受 ROC1 调控的 Cullin5 纹丝不动，肿瘤抑制蛋白 p21、p27 相应累积。A549 裸鼠移植瘤中，STA-9090 按 25 mg/kg 隔日给药显著缩小肿瘤，瘤内 ROC1 与 Cullin1 下降、Ki67 阳性率降低，小鼠未见明显毒性。把 ROC1 用 shRNA 敲低后再给药，STA-9090 的抑增殖效果明显减弱——ROC1 是 HSP90 抑制发挥抗癌作用的关键下游效应分子，而非无关旁观者。 📊 Figure 5 HSP90 抑制在细胞与小鼠移植瘤中同步降低 ROC1 及 Cullin1-4b、累积 p21/p27 并抑制增殖；敲低 ROC1 显著削弱 STA-9090 的药效。 在细胞与动物模型中均成立后，人组织队列给出了对应关系。16 对肺腺癌与癌旁组织的免疫印迹显示多数肿瘤中 HSP90β 与 ROC1 同步升高；75 例组织芯片免疫组化进一步量化：两种蛋白在肿瘤组织显著高表达，且二者表达水平正相关（Pearson P=0.015），任一高表达都对应更短的总生存（HSP90β P=0.009，ROC1 P=0.018，log-rank 检验）。来自复旦肿瘤医院的肺腺癌类器官中，STA-9090 同样压低 ROC1、累积 p21 并抑制类器官生长。在人组织中，HSP90β 与 ROC1 的共高表达与不良预后相伴随，与细胞和动物中的因果链方向一致。需要说明的是，这些均属于组织相关性与体外模型证据，疗效结论仍止于类器官与动物层面。 📊 Figure 6 75 例肺腺癌组织芯片显示 HSP90β 与 ROC1 肿瘤高表达、正相关（P=0.015）且双高者生存更差；患者来源类器官中药物降低 ROC1 并抑制生长。 这一调控轴对药物研发意味着什么？HSP90 抑制剂已研发数十年、多个分子推进到 III 期临床，却因肝毒性、不可逆眼毒性等问题至今无一获 FDA 批准上市；作者据此提出，与其广谱压制 HSP90，不如特异性阻断 HSP90 与 ROC1 的相互作用，让 CHIP 的降解开关精准打开，从而在规避正常组织脱靶毒性的同时清除这一致癌底物。该策略目前仍属机制层面的设想，尚无对应分子进入实验验证——从现有结果看，特异性阻断 HSP90-ROC1 互作是比广谱抑制更可行的下一步，但距成药仍有距离。此外 MG132 可在 CHIP 之外上调核内 ROC1，提示还存在独立的核内调控机器，这也可能是 HSP90 抑制剂单药抑瘤不完全的原因之一。 📊 Figure 7 工作模型：HSP90 遮蔽 CHIP 对 ROC1 的 K48 泛素化降解，N 端抑制剂解除遮蔽后 ROC1 降解、p21/p27 累积、肿瘤生长受抑。 总之，这项研究把肺腺癌中 ROC1 高表达这一临床现象追溯到了一条可操作的分子链：HSP90 以 N 端遮蔽 ROC1、CHIP 经 CC 结构域在 K26 位点装配 K48 泛素链，三者构成动态的稳定性开关。科学层面上，它给出了此前未知的 ROC1 翻译后调控上游机制，也为 HSP90 抑制剂的抗癌作用补上了 ROC1-CRL-p21/p27 这一下游解释；转化层面上，"底物特异性阻断 HSP90-ROC1 互作"为绕开广谱 HSP90 抑制剂毒性困境提供了新的靶向思路。 原文链接 https://doi.org/10.1038/s41392-026-02958-0 参考文献 1. Jia L, Sun Y. SCF E3 ubiquitin ligases as anticancer targets. Curr Cancer Drug Targets 11, 347-356 (2011). 2. Zheng N, Schulman BA, Song L, Miller JJ, Jeffrey PD, Wang P, Chu C, Koepp DM, Elledge SJ, Pagano M, Conaway RC, Conaway JW, Harper JW, Pavletich NP. Structure of the Cul1-Rbx1-Skp1-F boxSkp2 SCF ubiquitin ligase complex. Nature 416, 703-709 (2002). 觉得本文好看，请点击这里！