龙华医院贾立军研究员团队揭示CRL2-Prame泛素连接酶复合体介导抑癌蛋白p14/ARF降解调控肿瘤发生新机制

肿瘤研究所讯 近日，我院贾立军研究员团队在权威学术期刊《Cell Death and Differentiation》(IF=10.7)上发表了题为Tumor-associated antigen Prame targets tumor suppressor p14/ARF for degradation as the receptor protein of CRL2Prame complex的论文，揭示抑癌蛋白p14/ARF降解新机制, 鉴定CRL2Prame泛素连接酶为抗癌分子靶点。

泛素-蛋白酶体系统介导的抑癌蛋白降解是一种重要的促癌机制，而阻断相关过程、回复抑癌蛋白表达则代表了一类重要的抗癌策略。CRL（Cullin-RING ligase）E3泛素连接酶是细胞内最大的多亚基泛素连接酶家族，是由Cullin蛋白、RING-finger蛋白（RBX1/RBX2）、接头蛋白及底物识别蛋白组成的多亚基复合物。研究表明，经泛素-蛋白酶体途径降解的蛋白质中约20%由CRL E3泛素连接酶调控。这些CRL E3泛素连接酶的底物种类繁多，包括细胞周期调控蛋白、信号转导分子、转录因子及肿瘤相关蛋白等。在正常生理条件下，CRL E3泛素连接酶广泛调节诸多生物学过程，例如细胞周期、增殖与分化等。然而，当其异常活化，则可以促进肿瘤发生发展。因此CRL E3泛素连接酶已成为重要的抗肿瘤靶点。

Prame是一种肿瘤相关抗原，最早鉴定于恶性黑色素瘤转移灶中。随后研究发现，Prame在多种恶性肿瘤中表达上调，且与患者预后情况呈显著负相关。而在人体正常组织中，除了睾丸、卵巢、胎盘、肾上腺和子宫内膜外，Prame几乎不表达。由于这种表达差异，近年来靶向Prame治疗肿瘤、或将其作为一种潜在的诊断或预后的生物标志物已经成为领域研究热点。前期研究表明，Prame可作为CRL2 E3泛素连接酶的潜在底物识别蛋白，其N末端存在BC-box/Cul2-box负责与Cullin2相互作用，其C末端则存在负责特异性识别底物蛋白的LXXLL结构域。然而，通过CRL2Prame E3泛素连接酶复合物介导降解的底物蛋白尚未发现。

经典抑癌蛋白ARF由Ink4a/ARF（CDKN2A）基因编码，在人类细胞中表达为p14/ARF，在小鼠细胞中表达为p19/ARF。大量前期研究表明ARF蛋白可通过阻断泛素连接酶MDM2和ARF-BP1/Mule介导的p53降解激活p53下游通路发挥肿瘤抑制功能。同时，ARF也可以通过p53非依赖途径发挥肿瘤抑制功能。先前研究报道，SKP1-Cullin1-β-TrCP2泛素连接酶可介导p19/ARF的泛素化降解，但并不介导p14/ARF泛素化降解。因此，尚不清楚CRL E3连接酶是否调控p14/ARF的泛素化降解。

针对上述科学问题，我院贾立军研究员团队开展了相关研究，研究人员通过蛋白质组学等方法，鉴定了CRL2Prame为介导p14/ARF降解的CRL E3泛素连接酶，而靶向肿瘤细胞中过表达的Prame则可通过阻断p14/ARF降解、诱导G2/M期细胞周期阻滞发挥抗肿瘤作用。此外，在临床标本中，底物识别受体蛋白Prame显著过度表达，且与p14/ARF表达呈负相关。综上所述，该研究揭示了抑癌蛋白p14/ARF在肿瘤内表达下调的一种重要调控机制，并且证实了CRL2PrameE3连接酶可作为新型抗癌靶点，为靶向其进行中药单体的筛选提供了科学依据。

张文娟博士、李立辉博士与蔡丽丽博士为本文共同第一作者。贾立军研究员为本文的通讯作者。本研究获得了哈佛大学魏文毅教授、复旦大学附属肿瘤医院邵志敏教授和军事医学科学院秦钧教授等合作者的大力支持。