E3泛素连接酶TRIM56通过K63连接的多聚泛素化促进Src蛋白聚集与激活驱动肝癌进展

《Cell Death & Disease》：The E3 ubiquitin ligase TRIM56 promotes aggregation and activation of Src protein through Lys63-linked polyubiquitination in hepatocellular carcinoma

本刊推荐：本研究针对肝癌(HCC)中原癌基因酪氨酸激酶Src异常激活机制不明的难题，揭示了E3泛素连接酶TRIM56通过其B-box1结构域与Src的SH3结构域直接相互作用，并利用RING结构域催化Src蛋白Lys184位点的K63连接多聚泛素化，进而促进Src聚集和自磷酸化激活，最终加速肝癌恶性进展。该发现为靶向TRIM56-Src轴治疗肝癌提供了新策略。

　　

在肝癌治疗领域，科学家们一直致力于破解癌细胞的异常信号传导机制。其中，原癌基因酪氨酸激酶Src作为细胞内重要的信号转导分子，其过度激活与肝癌的发生发展密切相关。尽管已知Src的激活主要依赖分子间自磷酸化，但这一过程的具体调控机制仍有许多未解之谜。更令人困扰的是，虽然已有多种Src抑制剂应用于临床，但Src过表达癌症患者的预后仍然不佳，这迫切要求我们更深入地理解Src的调控网络。

近期发表在《Cell Death and Disease》的一项研究为我们带来了重要突破。山东大学基础医学院免疫学系韩立辉团队发现，TRIM56（三重基序蛋白56）作为一种E3泛素连接酶，在肝癌中扮演着此前未知的关键角色。这项研究不仅揭示了TRIM56促进Src激活的新机制，更为肝癌治疗提供了新的潜在靶点。

研究人员综合运用免疫共沉淀、体外结合实验、分子对接模拟等技术验证了TRIM56与Src的直接相互作用，通过基因敲低和过表达实验分析蛋白功能，采用泛素化检测和点突变技术阐明修饰机制，并利用半变性 detergent 琼脂糖凝胶电泳(SDD-AGE)观察蛋白质聚集现象。临床样本分析包含75对肝癌组织及癌旁组织。

TRIM56 interacted with the SH3 domain of Src protein via its B-box1 domain

研究人员首先通过免疫荧光显微镜观察发现TRIM56和Src在Huh7和HepG2细胞中存在明显共定位。随后的免疫共沉淀实验证实TRIM56能与内源性和外源性Src发生相互作用。体外结合实验进一步证明这种相互作用是直接的。分子对接模拟显示了TRIM56与Src的空间物理相互作用界面。通过构建一系列结构域缺失突变体，研究团队精确确定了TRIM56的B-box1结构域与Src的SH3结构域是二者结合的关键区域。

TRIM56 promoted the abundance and activation of Src

在功能研究方面，团队发现敲低TRIM56能显著降低Src及其磷酸化形式p-Src（Tyr419）的蛋白水平，而过表达TRIM56则产生相反效果。值得注意的是，TRIM56对Src的mRNA水平没有影响，表明其调控发生在蛋白质层面而非转录水平。蛋白质稳定性实验显示TRIM56能增强Src蛋白的稳定性，而酶活性失活的TRIM56突变体（C21/24A）则无法实现这一功能。

TRIM56 induced the Lys63-linked polyubiquitination of Src at the Lys184 residue

考虑到TRIM56是一种RING型E3泛素连接酶，研究人员深入探讨了其对Src的泛素化修饰作用。体内外泛素化实验均证实TRIM56能催化Src的多聚泛素化。通过使用不同类型的泛素突变体，团队发现TRIM56特异性催化Src的Lys63连接的多聚泛素化。当TRIM56的RING结构域被缺失或其酶活性位点发生突变时，Src的泛素化水平显著降低。进一步的点突变实验将TRIM56介导的泛素化位点定位到Src的Lys184残基。

TRIM56 promoted aggregation of the Src protein

由于Src的激活需要分子间自磷酸化，研究人员推测TRIM56可能通过促进Src聚集来增强其活性。SDD-AGE实验结果证实了这一假设：TRIM56能显著诱导Src聚集，而这种作用依赖于其RING结构域和酶活性。更重要的是，当Src的Lys184位点发生突变时，TRIM56诱导的聚集效应被完全消除，表明K63连接的多聚泛素化是Src聚集的关键机制。

TRIM56 acted as a tumor promoter in HCC cells

在细胞功能层面，TRIM56敲低显著抑制了肝癌细胞的增殖、侵袭和克隆形成能力，而TRIM56过表达则产生相反的促进作用，证明TRIM56在肝癌中发挥促癌作用。

TRIM56 promoted HCC via its upregulation of Src

为确认TRIM56的促癌作用是否通过Src介导，研究人员在TRIM56过表达的肝癌细胞中敲低Src或使用Src特异性抑制剂PP2进行处理。结果表明，抑制Src活性能够显著逆转TRIM56对肝癌细胞恶性行为的促进作用，证明TRIM56确实是通过上调并激活Src来发挥其促癌功能的。

TRIM56 exerted its oncogenic effect on HCC cells through its functional domains

研究人员进一步验证了TRIM56的功能结构域在其促癌作用中的必要性。结果显示，无论是缺失RING结构域还是B-box1结构域，TRIM56都无法有效上调并激活Src，也无法促进肝癌细胞的恶性表型，证明这两个结构域对TRIM56发挥功能至关重要。

TRIM56 was overexpressed in clinical HCC tissues

临床样本分析显示，TRIM56在肝癌组织中的蛋白水平显著高于癌旁组织。更重要的是，TRIM56水平与Src及其磷酸化形式p-Src（Tyr419）的表达呈显著正相关，这为实验室发现提供了临床支持。

讨论与结论部分指出，这项研究首次揭示了TRIM56通过催化Src蛋白K63连接的多聚泛素化，促进其聚集和激活的新机制。这种调控模式不仅丰富了我们对Src激活机制的理解，也为肝癌治疗提供了新的靶点策略。特别值得注意的是，TRIM56介导的泛素化修饰导致Src空间聚集，增强了分子间自磷酸化效率，这一发现为理解蛋白质翻译后修饰如何影响信号转导复合物组装提供了新视角。

从转化医学角度，针对TRIM56-Src轴的靶向治疗可能比直接抑制Src更具特异性，有望减少副作用。同时，TRIM56在临床肝癌样本中的高表达及其与Src激活的正相关性，进一步支持了其作为预后标志物和治疗靶点的潜在价值。这项研究不仅深化了对肝癌发病机制的认识，也为开发新的治疗策略奠定了重要理论基础。