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为探究 D 型细胞周期蛋白（cyclin D）周转调控机制及对癌症的影响，研究人员开展 FBXO32 对 cyclin D 作用的研究。结果发现 FBXO32 可泛素化并稳定 cyclin D，促进癌症进展，干扰其与 cyclin D 轴可增强 CDK4/6 抑制剂疗效。该研究为癌症治疗提供新思路。
在生命的微观世界里，细胞的生长、分裂如同精密的时钟，有条不紊地运转着。其中，D 型细胞周期蛋白（cyclin D）作为调控细胞周期 G1/S 期转换的核心分子，就像是这个时钟的关键齿轮，一旦它出现异常，就会引发一系列与细胞增殖相关的疾病，尤其是癌症。然而，长期以来，科学家们对于 cyclin D 的调控机制，特别是它在细胞内如何被精准调节的，却知之甚少。比如，虽然知道泛素 - 蛋白酶体系统（UPS）参与调控 cyclin D 的蛋白质水平，但对于非降解形式的泛素化在其中扮演的角色，仍然是一个未解之谜。为了揭开这些谜团，陆军军医大学西南医院肝胆胰外科研究所等机构的研究人员展开了深入的探索。
研究人员聚焦于 F-box 蛋白 FBXO32 对 cyclin D 的调控作用。他们通过一系列严谨的实验，得出了一系列重要结论。这些结论不仅揭示了 FBXO32 与 cyclin D 之间复杂而精细的调控关系，更为癌症的治疗开辟了新的方向。该研究成果发表在《Nature Communications》上，引起了科学界的广泛关注。
在研究方法上，研究人员使用了多种技术。在细胞实验方面，运用免疫共沉淀（Co-IP）技术，确定蛋白质之间的相互作用；采用质谱（MS）分析鉴定 cyclin D1 的泛素化位点。在动物实验中，构建了多种小鼠肿瘤模型，如肝癌和胰腺癌的原位异种移植模型，以及原发性肝癌小鼠模型等，用于观察 FBXO32 对肿瘤生长和转移的影响。同时，研究人员还收集了大量临床样本，包括 131 例肝细胞癌（HCC）患者、90 例胰腺癌（PDAC）患者和 89 例胆管癌（CCA）患者的组织样本，通过免疫组化（IHC）等方法分析相关蛋白的表达和相关性。
下面来看具体的研究结果：
- FBXO32 与 cyclin D1 的相互作用：研究人员构建了对泛素介导的识别和降解不敏感的 cyclin D1 突变体，发现其仍能维持高水平泛素化，表明存在其他泛素连接酶调节 cyclin D1 功能。通过蛋白质组学方法和 Co-IP 实验，确定 FBXO32 与 cyclin D1 相互作用，且二者主要在细胞核中共定位。GST pull-down 和表面等离子共振（SPR）实验进一步证实了它们的直接相互作用，并确定了相互作用的结构域。
- FBXO32 对 D 型细胞周期蛋白的调控：异位表达 FBXO32 可剂量依赖性地上调 cyclin D1 的蛋白质水平，而敲低 FBXO32 则降低其水平，且这种调控不影响 cyclin D1 的 mRNA 水平，表明是通过翻译后或翻译调控实现的。FBXO32 通过 E3 连接酶依赖的方式上调 cyclin D1，且能延长 cyclin D1、D2 和 D3 的半衰期，其通过 K27 连接的多聚泛素化稳定 cyclin D1 蛋白。
- FBXO32 介导 cyclin D1 稳定的机制：质谱分析确定了 cyclin D1 的泛素化位点，其中 K58 位点突变显著降低了 FBXO32 诱导的 cyclin D1 泛素化和蛋白质水平，缩短了其半衰期，表明 FBXO32 通过在 K58 位点泛素化稳定 cyclin D1。而且，GSK-3β 失活介导的 cyclin D1 去磷酸化促进了其与 FBXO32 的相互作用和泛素化，稳定了 cyclin D1 蛋白。
- FBXO32 对肿瘤生长和转移的影响：在体内实验中，构建多种小鼠肿瘤模型发现，敲低 FBXO32 显著抑制肝癌和胰腺癌的肿瘤生长和转移，而过表达则促进肿瘤进展。在体外实验中，CCK-8、集落形成和 Trans-well 等实验表明，FBXO32 促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，敲低 FBXO32 则抑制这些过程。
- FBXO32 对 CDK4/6 信号通路的影响：FBXO32 介导的 cyclin D 上调激活了 CDK4/6 激酶，增强了其与 cyclin D 的结合，促进了 Rb 蛋白的磷酸化。抑制 CDK4/6 可消除 FBXO32 诱导的细胞增殖、迁移和侵袭，表明 FBXO32 通过激活 CDK4/6 - Rb 信号通路驱动肿瘤发展。
- FBXO32 对癌症治疗的影响：研究发现，FBXO32 - cyclin D 轴限制了 CDK4/6 抑制剂 palbociclib 的疗效。敲低 FBXO32 可增强 palbociclib 对癌细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用，在体内也增强了其对肿瘤生长的抑制效果。
- FBXO32 与临床癌症样本的相关性：通过分析 TCGA 数据库和临床样本发现，FBXO32 在 HCC、PDAC 和 CCA 肿瘤组织中上调，且与 cyclin D1 的蛋白质水平呈正相关。高表达 FBXO32 和 cyclin D1 或 p - GSK-3βSer9的患者总体生存期较短，表明 FBXO32 可作为肝胆胰癌预后不良的指标。
在研究结论和讨论部分，研究人员揭示了非降解形式的泛素化在 cyclin D 稳定中的关键作用，确定 FBXO32 是稳定 cyclin D1 的泛素连接酶。FBXO32 促进 K27 连接的 cyclin D1 泛素化，K58 是关键的泛素化位点，突变该位点会减弱 FBXO32 对 cyclin D1 的调控作用。而且，FBXO32 在肝胆胰癌中具有促肿瘤作用，其高表达与患者预后不良相关。此外，研究还发现磷酸化对 FBXO32 介导的 cyclin D1 识别和泛素化有重要影响，去磷酸化促进这一过程。总之，该研究揭示了 FBXO32 - cyclin D 轴在癌症进展中的重要作用，为靶向这一轴治疗 FBXO32 高表达的癌症，如 HCC、CCA 和 PDAC，提供了新的潜在策略，具有重要的理论和临床意义 。
