Dev Cell：浙江大学孙毅团队发现全新促癌通路，提出胰腺癌治疗新靶点

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-CRL5^ASB11-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Kras^G12D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 (CRL5^ASB11 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Kras^G12D PDAC模型中分别发挥肿瘤促进或肿瘤抑制作用。UBE2F-CRL5^ASB11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Kras^G12D 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Kras^G12D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。

机理模式图（图源自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Kras^G12D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Kras^G12D 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-CRL5^ASB11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