RNF7

【导读】 前列腺癌（PCa）是泌尿系统中常见的恶性肿瘤，仍是男性中最常见的癌症。 4月18日，郑州大学第一附属医院与上海交通大学研究团队合作共同在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“YTHDF1/RNF7/p27 axis promotes prostate cancer progression”，本研究中，研究人员表明参与 N6-甲基腺苷（m6A）修饰信号通路的读取蛋白之一 YTHDF1 在前列腺癌（PCa）癌组织和细胞中高表达，这与不良的临床结果相关。本研究揭示，YTHDF1 敲低通过蛋白酶体降解信号降低 p27 蛋白稳定性，从而抑制肿瘤细胞增殖、迁移和异种移植瘤形成。候选 p27 目标 E3 泛素连接酶筛选确定 RNF7 是 YTHDF1 的直接下游靶点，且依赖于 m6A。此外，研究人员提供了证据表明 YTHDF1 或 RNF7 耗竭通过增加细胞凋亡使肿瘤细胞对化疗药物顺铂敏感。本研究结果表明，NEDD8 泛素样修饰抑制剂 MLN4924 在体外和体内均能有效抑制前列腺癌进展。本研究强调了 YTHDF1/RNF7/p27 轴在前列腺癌中的关键作用，表明其有可能成为新的治疗靶点。 https://www.nature.com/articles/s41419-025-07648-3#Sec19 研究背景 01 前列腺癌（PCa）是泌尿系统中常见的恶性肿瘤，据最新的癌症统计数据，它仍是男性中最常见的肿瘤。前列腺癌单独占新诊断病例的五分之一，前列腺癌的死亡率在男性肿瘤中也位居第二。年龄较大、基因突变、饮食和炎症是前列腺癌发病的重要因素。此前有报告称，由于饮食习惯以植物为主，前列腺癌在东方国家较为罕见。然而，根据 2000 年至 2011 年中国癌症统计数据，随着我国生活水平的提高、环境污染的加剧以及饮食结构的逐渐西化，前列腺癌的发病率和死亡率也显著上升。 RNF7 可作为前列腺癌的潜在治疗靶点 02 为了探究抑制 RNF7 是否具有与 YTHDF1 相似的临床应用潜力，研究人员使用了小分子抑制剂MLN4924，，通过阻断蛋白拟素化来使 RNF7 失活。研究人员发现 MLN4924 显著降低了肿瘤细胞的活力。与之前的结果一致，向肿瘤细胞中添加 MLN4924 显著抑制了肿瘤细胞的增殖，并以浓度和时间梯度依赖的方式增强了 p27 蛋白的稳定性，但对转录本没有影响，且这种增强作用依赖于泛素化。此外，MLN4924 与顺铂（DDP）联合治疗显著增加了细胞凋亡。另外，异种移植瘤形成实验验证了 MLN4924 给药抑制了肿瘤生长，并增强了肿瘤细胞对 DDP 的敏感性，这从增加的 p27 和 CC3 阳性以及减少的 Ki67 免疫组化染色比例得到了证实，无论是否接受 DDP 治疗。总之，上述数据表明，拟素化抑制剂 MLN4924 未来有望进一步开发用于治疗前列腺癌患者。 拟素化抑制剂MLN4924抑制了肿瘤生长 结论 03 这些结果表明，靶向 YTHDF1 可能会将前列腺癌从“免疫冷”肿瘤转变为“免疫热”肿瘤，从而提高对免疫检查点阻断疗法的敏感性。总之，本研究结果强调了 YTHDF1 在前列腺癌进展中的关键作用，并表明其可能成为未来临床干预的治疗靶点。 参考资料： https://www.nature.com/articles/s41419-025-07648-3#Sec19 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 责任声明：本稿件如有错误之处，敬请联系转化医学网客服进行修改事宜！ 微信号：zhuanhuayixue 热门推荐活动 点击免费报名 🕓 浙江｜2025年5月9日 ▶ 首届精准医学国际学术研讨会暨队列研究先锋计划颁奖仪式 🕓 上海｜2025年6月12-15日 ▶ 第七届上海国际癌症大会暨第十八届全国医学生物技术研讨会暨第六届中德双边论坛 🕓 上海｜2025年7月17-18日 ▶ 第四届长三角体外诊断产业高峰论坛 🕓 北京｜2025年9月19-20日 ▶ 第六届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会 🕓 上海｜2025年11月14-15日 ▶ 第二届中国类器官转化医学大会 点击对应文字 查看详情

引言UBE2F是一种类化E2，通过与拟素化修饰E3 RBX2/SAG偶联，使CUL5类化激活cullin-RING连接酶。UBE2F是否以及如何控制胰腺肿瘤发生以前是未知的。2024年4月3日，浙江大学孙毅团队在Developmental Cell 在线发表题为“The UBE2F-CRL5ASB11-DIRAS2 axis is an oncogene and tumor suppressor cascade in pancreatic cancer cells”的研究论文，该研究发现UBE2F对于KRAS突变的人胰腺癌细胞的生长是必不可少的。在小鼠KrasG12D胰腺导管腺癌(PDAC)模型中，Ube2f缺失抑制了蓝蛋白诱导的胰腺炎，以及腺泡到导管化生(ADM)和胰腺上皮内瘤变的进展。从机制上讲，Ube2f缺失通过阻断Diras2 (CRL5ASB11 E3连接酶的底物)的泛素化使Mapk-c-Myc信号失活。生物学上，DIRAS2抑制了携带突变KRAS的人胰腺癌细胞的生长和存活，而DIRAS2缺失在很大程度上挽救了Ube2f缺失诱导的表型。综上所述，Ube2f和Diras2在小鼠KrasG12D PDAC模型中分别发挥肿瘤促进或肿瘤抑制作用。UBE2F-CRL5ASB11轴可以作为胰腺癌的有效靶标，而UBE2F或DIRAS2的水平可以作为PDAC患者的预后生物标志物。胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adencarcinoma, PDAC)分别是美国和中国癌症死亡的第四大或第五大原因，是最致命的人类恶性肿瘤之一，5年生存率仅为3%-5%，主要原因是诊断较晚和有效治疗有限。慢性胰腺炎是PDAC发生的重要危险因素，在胰腺炎期间，炎症触发腺泡细胞的部分去分化，以获得导管上皮的身份，这种转化被称为腺泡到导管化生(ADM)。在小鼠胰腺上皮内瘤变(mPanIN)形成和PDAC肿瘤形成之前，在小鼠KrasG12D PDAC模型中重现，当胰腺炎诱导时，mPanIN的形成加速。泛素化修饰是一种可逆的翻译后修饰，将NEDD8(神经前体细胞-表达发育下调8)偶联到目标底物的赖氨酸残基上，由NAE (NEDD8激活酶)E1、两种E2中的一种UBE2M/UBC12(泛素偶联酶E2M)或UBE2F(泛素偶联酶E2F)以及几种E3连接酶之一催化。包括RBX1 (RING Box蛋白1)和SAG(凋亡敏感基因)/RBX2 (RING Box蛋白2)。cullin-RING连接酶(CRL)的Cullin亚基是最具特征的生理底物Cullin类泛素化是激活CRLs的必要条件，主要包括CRLs、CRL4A、CRL4B和CRL5，它们通过泛素-蛋白体系统(Ubiquitin-Proteosome System, UPS)使约20%的细胞蛋白泛素化并降解。ube2fe2与E3 SAG/RBX2偶联可类化Cul5并激活CRL5, CRL5由支架Cul5、接头蛋白伸长蛋白B/C、环蛋白SAG/RBX2和底物泛素化和降解的底物结合亚基组成另一方面，UBE2M E2与RBX1偶联，对cullins 1-4进行拟素化，并激活CRLs1-4，使其泛素化并降解许多底物。由于NEDD8和拟素化修饰E2和E3酶的过度表达，拟素化通路在多种人类癌症中被过度激活，更重要的是，拟素化修饰途径的过度激活与癌症患者的不良生存呈正相关。前期研究表明，在肺癌中，NEDD8、NAE1、UBE2M/UBC12、UBE2F、和SAG/RBX2过表达，与癌症患者生存不良相关。在胰腺癌中，NEDD8、NAE1、SAG过表达与患者生存不良呈正相关。此外，最近使用胰腺特异性SAG转基因和敲除小鼠模型的研究表明，SAG是KrasG12D诱导的PDAC发展所必需的。尽管有报道称UBE2F在几种癌症中发挥促进生长的作用，但UBE2F是否以及如何在体外调节KRAS突变的胰腺癌细胞的生长和存活以及体内胰腺肿瘤的发生，此前尚不清楚。模式图（Credit: Developmental Cell）DIRAS2是DIRAS家族中一个研究较少的成员，该家族有三个成员，与促癌RAS GTPasas具有30%-40%的氨基酸同源性与大多数致癌RAS家族基因不同，DIRAS家族成员具有低水平的GTPase活性，并且主要以GTP结合形式存在。它们不能与RAF的RAS结合域相互作用，也不能刺激丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)。最近的一项研究表明，DIRAS3直接结合RAS并破坏RAS簇以阻断RAS/ MAPK信号。然而，DIRAS2是否以及如何调节KRAS突变或KrasG12D诱导的胰腺肿瘤发生的胰腺癌细胞的生长和存活尚不清楚。此外，在KRAS突变的胰腺癌细胞中，E3连接酶如何调节DIRAS2的稳定性仍然是未知的。该研究报道了UBE2F在体外促进KRAS突变的胰腺癌细胞的生长和存活，以及体内从ADM到mPanINs的肿瘤进展。在机制上，UBE2F与SAG/RBX2偶联以拟素化Cul5激活CRL5，从而泛素化并降解DIRAS2。该研究将ASB11定性为CRL5的底物受体，使DIRAS2失活。重要的是，该研究发现在KrasG12D PDAC模型中，Ube2f缺失引起了Diras2的积累，从而抑制了肿瘤的进展，而Diras2缺失则促进了这一过程，并恢复了Ube2f缺失的抑制作用，表明了Diras2的因果作用。最后，还发现在胰腺癌组织中，高UBE2F和低DIRAS2水平与较差的患者生存率相关。因此，该研究验证了UBE2F-CRL5ASB11是KRAS突变PDAC的一个有吸引力的药物靶点。原文链接https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.03.018责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

代谢是细胞及机体生命活动能量与物质来源的基础，其稳态平衡是机体应对内外时空变化的重要保障。 代谢是细胞及机体生命活动能量与物质来源的基础，其稳态平衡是机体应对内外时空变化的重要保障。代谢紊乱或调控机制异常与多种人类疾病密切相关，例如，肿瘤代谢异常赋予肿瘤细胞特异性增殖优势，影响和改变肿瘤微环境，促进肿瘤细胞的存活。因此，揭示代谢途径调控机制，将为包括肿瘤在内的疾病发病机理提供全新突破口，并为其临床靶向预治提供新的策略与手段。 拟素化（neddylation）是一种调节蛋白活性或功能，但不介导其被26S蛋白酶体降解的蛋白质翻译后修饰。拟素化过程与泛素化过程类似，通过NEDD8激活酶E1（NEDD8-activating enzyme, NAE）、NEDD8耦联酶E2（NEDD8-conjugating enzyme）和E3连接酶（E3 ligase）组成的三联酶促反应将拟素 NEDD8 与目标蛋白共价结合。拟素化修饰的生理性底物为Cullin家族蛋白（共8种，包括CUL1、2、3、4A、4B、5、7和9)， Cullin的拟素化激活Cullin-RING ligase（CRL）E3泛素连接酶。CRLs是最大的一类泛素连接酶超家族，由Cullin骨架蛋白、RING结构域蛋白（RBX1或RBX2）、接头蛋白（adaptor）和底物识别受体（substrate receptor）几个部分组成。负责细胞内大约20%的经泛素-蛋白酶体信号通路降解蛋白的泛素化。因此，拟素化修饰与蛋白泛素化降解紧密关联。然而，拟素化信号通路如何调控细胞代谢目前仍不清楚。 近日，浙江大学医学院附属第二医院肿瘤研究所/浙江大学转化医学研究院孙毅教授团队在 Nature Communications 期刊发表了题为：Neddylation inhibition induces glutamine uptake and metabolism by targeting CRL3SPOP E3 ligase in cancer cells 的研究论文。 该研究报道了拟素化修饰通过CRL3SPOP E3泛素连接酶调控肿瘤细胞的谷氨酰胺吸收和代谢。 研究团队前期工作发现，使用小分子MLN4924抑制拟素化修饰，可以诱导线粒体从分裂向融合的动力学转换，破坏线粒体功能，并通过激活PKM2促进糖酵解。非靶向代谢组学研究指出拟素化修饰在整体上显著调控细胞代谢，通过分析细胞代谢通路，发现谷氨酰胺代谢变化最为显著。细胞实验表明，阻断拟素化修饰后，肿瘤细胞谷氨酰胺吸收及其代谢显著增加；且仅有谷氨酰胺转运体ASCT2/SLC1A5水平增高。增高的ASCT2促进细胞谷氨酰胺吸收和其代谢，维持细胞存活。 为明确拟素化修饰抑制后ASCT2累积的机制，研究结合生物信息学和生化实验，发现ASCT2蛋白含有CRL3 E3泛素连接酶中接头蛋白SPOP经典结合基序，SPOP促进ASCT2蛋白的K48连接的多聚泛素化降解，降低其稳定性。有趣的是，SPOP自身的水平也受环境中谷氨酰胺的调节，在剥夺谷氨酰胺后，SPOP不能形式二聚体，触发SPOP的自身泛素化降解，导致其底物ASCT2的累积。 在人体乳腺癌肿瘤组织样本中发现，肿瘤组织SPOP低表达而ASCT2高表达，二者呈负相关性，并且SPOP低表达且ASCT2高表达的患者有较差的存活率；另外，从癌旁到癌组织，SPOP表达逐渐降低，而ASCT2表达逐渐增高。靶向代谢组学分析发现，相比癌旁组织，乳腺癌组织中谷氨酰胺浓度降低。进一步说明包括乳腺癌在内的多种肿瘤对谷氨酰胺有较高吸收和代谢，另一方面，肿瘤微环境中谷氨酰胺浓度会重塑谷氨酰胺转运体ASCT2和其调控蛋白SPOP的水平，进一步调节对谷氨酰胺的吸收和代谢。 鉴于抑制拟素化导致的细胞谷氨酰胺吸收和代谢对肿瘤细胞存活有保护作用，为了进一步揭示靶向拟素化通路和细胞谷氨酰胺代谢对肿瘤细胞生长的影响，研究者使用MLN492联合ASCT2抑制剂V-9302，体外细胞实验及体内肿瘤模型实验结果均显示同时靶向拟素化通路和谷氨酰胺吸收可显著抑制肿瘤细胞增殖。这些研究结果为MLN4924联合用药提出了可行的方案。 图示：在谷氨酰胺充足条件下，二聚化的SPOP与Cullin 3形成有活性的CRL3-SPOP E3泛素连接酶，促进ASCT2的泛素化降解，维持正常的谷氨酰胺代谢；当肿瘤发生时，由于SPOP突变或者低表达， CRL3-SPOP泛素连接酶活性减弱，致使ASCT2水平增加，促进谷氨酰胺代谢；在谷氨酰胺匮乏环境中，GRK2被激活，促进SPOP磷酸化，抑制SPOP二聚化并诱发其自身的泛素化，导致底物ASCT2的大量累积，促进谷氨酰胺代谢。 孙毅教授团队的周启银博士为论文第一作者。孙毅教授和浙江大学医学院附属邵逸夫医院王娴主任医师为论文共同通讯作者。同时，该研究获得了清华大学胡泽平研究员、浙江大学王林波主任医师和金洪传教授的大力支持。