万博英超狼队网官方网 王陳繼副研究員、李瑤教授和基礎醫學院章平肇副研究員合作，於2022年12月30日在Cell & Bioscience雜誌在線發表了題為“SPOP inhibits BRAF-dependent tumorigenesis through promoting non-degradative ubiquitination of BRAF ”的最新研究成果。
MAPK-ERK信號通路是機體內調控細胞生長、增殖、分化和凋亡過程中的一個重要的通路，在細胞周期調控、胚胎發育和腫瘤發生等過程中發揮關鍵作用。該通路包括一係列磷酸化信號轉導激酶，主要結構是三級酶聯反應，通常也被稱為RAS-RAF-MEK-ERK信號級聯。受上遊受體刺激，與GDP結合的RAS（非活性）轉換為與GTP結合的RAS（活性），進而導致RAF的募集和激活，活化的RAF磷酸化並活化MEK並直接導致ERK的磷酸化，活化的ERK可以磷酸化從激酶到轉錄因子的多種底物，並且由於其底物識別的廣泛性而被定位為控製大量細胞過程的關鍵激酶。BRAF一個是位於MEK上遊的該通路關鍵激酶。而正因為BRAF的關鍵作用，其組成性激活突變發生在約6%的人類腫瘤中。頻率較高的腫瘤包括毛細胞白血病(>97%)、黑色素瘤(40–50%)、甲狀腺癌(30–50%)和結直腸癌(10%)等。
SPOP是一個Cullin 3 E3泛素連接酶複合體的底物識別亞基。2012年兩篇發表在Nature Genetics上的腫瘤外顯子組測序工作首次揭示了SPOP基因在前列腺癌和子宮內膜癌中存在高頻突變，且突變位點位於負責和底物識別的MATH結構域。提示該類突變可能影響了SPOP和底物的識別。此外SPOP也在其他類型的腫瘤中存在熱點突變，盡管頻率較低。近年來，王陳繼團隊鑒定了10多個新的SPOP作用底物，並對於其調控紊亂在前列腺癌、子宮內膜癌和大B淋巴細胞瘤等多種腫瘤中的病理意義和靶向治療探索做了深入探索。
在本項研究中，該團隊鑒定到BRAF是SPOP的作用底物。 SPOP通過識別BRAF蛋白序列中的一個典型SPOP結合基序與BRAF相互作用，並對其進行非典型性泛素化修飾（混雜有K27, K29, K48和K63等泛素連接類型），但該修飾不改變BRAF的蛋白水平。另外，SPOP和BRAF的兩個同家族蛋白ARAF、CRAF間不存在相互作用。BRAF-SBC基序內的氨基酸突變減弱了BRAF和SPOP的相互作用，以及SPOP對BRAF 的泛素化修飾。後續實驗證實，SPOP介導的BRAF非降解型泛素化修飾可以減弱BRAF和上遊RAS，和下遊MEK、ERK激酶的相互作用，抑製MAPK-ERK信號通路的強度。而來源於子宮內膜癌或前列腺癌SPOP突變體和BRAF的相互作用顯著降低，其介導的BRAF的泛素化修飾也明顯減弱。作者還發現不能被SPOP泛素化修飾的BRAF突變體促進腫瘤細胞惡性增殖、侵襲和錨定非依賴性生長等特性要顯著高於BRAF野生型。
文獻報道BRAF在子宮內膜癌和前列腺癌中的致癌突變頻率較低，該研究提示SPOP突變可以在BRAF野生型腫瘤中，通過異常調控BRAF的非降解型泛素化修飾來增強BRAF的活性和致癌效應（圖一），為明確SPOP基因突變導致子宮內膜癌/前列腺癌的發生發展的分子機製提供了新的見解。
圖一、SPOP介導的BRAF泛素化修飾調控MAPK-ERK信號通路模式圖
万博体育分 碩士生馮凱（現表型組研究院博士生）、史晴博士後為該論文的共同第一作者。王陳繼副研究員、李瑤教授和基礎醫學院章平肇副研究員為該論文的共同通訊作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s13578-022-00950-z