S6K1过表达通过促进CLU翻译增强乳腺癌细胞自噬的机制研究

这篇研究通过多组学分析揭示了核糖体蛋白S6激酶B1（S6K1）在乳腺癌中的关键作用：S6K1过表达通过激活簇集蛋白（CLU）的翻译促进自噬体形成，从而调控乳腺癌细胞自噬。研究整合了核糖体测序（Ribo-seq）、转录组测序（RNA-seq）和质谱（MS）技术，证实S6K1通过翻译调控影响包括自噬、细胞周期在内的多条癌症相关通路，为S6K1高表达乳腺癌患者的靶向治疗提供了新思路。

　　

引言

乳腺癌是全球重大健康问题，中国每年新发病例占癌症总数的15.59%。既往研究发现，雌激素受体阳性（ER⁺）、人表皮生长因子受体2阴性（HER2^?）乳腺癌患者对CDK4/6抑制剂耐药与核糖体蛋白S6激酶B1（S6K1）基因扩增相关。S6K1通过激活原癌基因c-Myc（MYC）翻译加速G1/S期转换，导致耐药。此外，S6K1在胃癌、子宫癌肉瘤等多种癌症中扩增，与肝癌、脑癌患者不良预后相关。

作为核糖体蛋白S6的关键激酶，S6K1主要参与翻译调控：在起始阶段，S6K1通过磷酸化真核翻译起始因子4B（eIF4B）和程序性细胞死亡蛋白4（PDCD4）激活eIF4A解旋酶活性；在延伸阶段，通过真核延伸因子2激酶（eEF2K）促进蛋白合成。然而，S6K1直接调控的mRNA靶点仍知之甚少。

方法

研究选用高表达S6K1的MCF7细胞，通过siRNA敲降和质粒过表达技术，结合Ribo-seq、RNA-seq和MS分析。Ribo-seq检测核糖体保护片段（RPFs），RNA-seq评估转录组变化，MS鉴定差异表达蛋白（DEPs）。生物信息学分析采用HISAT2比对、DESeq2差异基因分析和GO富集。自噬标志物微管相关蛋白1轻链3（LC3）的转化通过Western blot和免疫荧光（mRFP-GFP-LC3报告系统）验证，巴佛洛霉素A1（Baf-A1）阻断自噬体-溶酶体融合以评估自噬流。

结果

多组学揭示S6K1对翻译的全局调控
敲降S6K1导致核糖体P位点在编码区（CDS）占比下降，起始密码子使用频率降低，提示翻译效率（TE）受损。RNA-seq发现822个差异基因（DEGs），富集于Wnt、Notch信号通路及自噬调控；TE分析显示643个基因翻译下调，自噬相关通路最显著。MS鉴定475个DEPs，与TE数据整合后确认79个基因在翻译和蛋白水平同步下调，包括自噬关键基因簇集蛋白（CLU）。

S6K1通过CLU促进自噬体形成
在MCF7细胞中，S6K1敲降降低LC3-II水平，减少自噬斑数量（荧光强度下降70%），而过表达S6K1则相反。Baf-A1处理后，S6K1敲降组仍显示LC3-II减少，表明其作用于自噬体形成阶段。CLU作为S6K1下游靶点，其敲降同样抑制自噬，过表达则挽救S6K1缺失导致的缺陷。免疫荧光显示CLU与LC3共定位，且Baf-A1处理显著升高CLU表达，提示其参与自噬体膜组装。

讨论

研究首次阐明S6K1通过翻译激活CLU促进自噬的机制。与mTOR抑制自噬不同，S6K1作为其下游效应子，可能通过平衡持续活化的mTOR信号维持自噬稳态。临床意义在于，S6K1扩增乳腺癌（12-14%）或可从靶向S6K1（如PF-4708671抑制剂）或联合mTOR抑制剂治疗中获益。

局限与展望

需进一步明确S6K1调控CLU翻译的分子细节，并探索S6K1抑制剂在临床前模型中的疗效。多组学策略为癌症翻译调控研究提供了范式。