MLN4924通过稳定核内FBP1抑制透明细胞肾细胞癌的肿瘤代谢与生长

推荐 为解决von Hippel-Lindau（VHL）缺陷驱动的透明细胞肾细胞癌（ccRCC）治疗难题，研究人员探究了MLN4924对FBP1的调控作用。研究表明，MLN4924通过抑制CUL4B介导的FBP1降解，增强FBP1蛋白水平，抑制HIF信号通路及肿瘤代谢，联合BSO显著抑制肿瘤生长，为ccRCC治疗提供新策略。

　　

论文解读
透明细胞肾细胞癌（ccRCC）作为肾细胞癌（RCC）最常见的病理类型，尤其在老年男性中高发，其临床隐匿性和诊断难度导致约三分之一的患者在确诊时已发生转移，近半数患者最终死于该疾病^1,2。尽管近年来靶向治疗和免疫检查点阻断等新疗法在一定程度上改善了患者的生存率，但其疗效仍有限³。因此，深入探索ccRCC的发病机制显得尤为重要。von Hippel-Lindau（VHL）肿瘤抑制基因的失活突变在ccRCC中占比高达90%，VHL-HIF信号通路的异常激活是ccRCC发生发展的关键驱动因素^4,5。Fructose-1,6-bisphosphatase（FBP1）作为一种糖异生的限速酶，在调节葡萄糖代谢中发挥重要作用，其不仅通过促进糖异生和抑制糖酵解来调控葡萄糖代谢，还在多种癌症中表现出抑癌作用^6-14。研究表明，FBP1可通过非酶促方式进入细胞核，直接抑制HIF功能，从而抑制ccRCC的进展^12-14。然而，FBP1在ccRCC中的具体调控机制，尤其是其核内蛋白的翻译后修饰调控，仍知之甚少。

在此背景下，复旦大学的研究团队开展了相关研究，旨在揭示MLN4924如何通过稳定核内FBP1来抑制VHL缺陷驱动的ccRCC的肿瘤代谢与生长。研究发现，Cullin-RING E3泛素连接酶（CRLs）中的CUL4B通过泛素-蛋白酶体途径促进FBP1的降解，而MLN4924作为NEDD8激活酶（NAE）的高选择性小分子抑制剂，可抑制CRLs的活性，阻断FBP1的泛素化降解，从而增强其在核内的稳定性。这一过程显著抑制了HIF靶基因如GLUT1、LDHA、PDK1和VEGF的表达，降低了葡萄糖摄取、乳酸生成和NADPH的产生，最终抑制了ccRCC的肿瘤生长。此外，MLN4924与γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂BSO联合使用，在体内显著增强了抗肿瘤效果。该研究不仅揭示了FBP1在ccRCC中的新调控机制，还为临床治疗提供了新的靶点和策略。

研究方法
研究人员采用了多种实验技术，包括蛋白质印迹（Western blot）、免疫沉淀（Co-IP）、泛素化分析、细胞周期分析（CHX-chase）、实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、代谢产物检测（乳酸、葡萄糖摄取、NADP⁺/NADPH水平）、活性氧（ROS）检测、谷胱甘肽（GSH）检测、免疫荧光（IF）和免疫组化（IHC）等，以全面探究MLN4924对FBP1的调控作用及其在ccRCC中的抗肿瘤效果。

研究结果
核内FBP1通过泛素-蛋白酶体途径降解
研究人员发现，MG132（一种蛋白酶体抑制剂）处理可显著增加786-O细胞中FBP1的蛋白水平，而NH₄Cl（自噬-溶酶体抑制剂）则无此效果。进一步实验表明，MG132处理显著增加了FBP1的泛素化水平，并且在核内FBP1蛋白水平显著增加，而胞质中无明显变化，提示核内FBP1可能通过泛素-蛋白酶体途径降解。

MLN4924上调核内FBP1蛋白水平
MLN4924可显著增加786-O细胞中FBP1的蛋白水平，且呈时间和剂量依赖性。MLN4924处理显著降低了FBP1的泛素化水平，并显著增强了核内FBP1的积累，延长了FBP1的半衰期。

CUL4B降解核内FBP1蛋白
通过免疫共沉淀（Co-IP）实验，研究人员发现CUL4B与FBP1存在物理相互作用，并且二者在细胞核和胞质中均有共定位。CUL4B过表达显著降低了核内FBP1的蛋白水平，而敲除CUL4B则显著增加了FBP1的蛋白水平，延长了其半衰期，表明CUL4B通过泛素-蛋白酶体途径促进FBP1的降解。

MLN4924-CUL4B轴抑制HIF信号及肿瘤代谢
尽管MLN4924或CUL4B过表达对HIF2α蛋白水平无显著影响，但CUL4B过表达显著上调了GLUT1、LDHA、PDK1和VEGF的表达，而敲除CUL4B或MLN4924处理则显著抑制了这些基因的表达。此外，CUL4B过表达增加了乳酸生成、葡萄糖摄取和NADPH的产生，而敲除CUL4B或MLN4924处理则显著降低了这些代谢产物的水平，表明MLN4924-CUL4B轴通过抑制HIF信号通路调控肿瘤代谢。

MLN4924与BSO联合抑制ccRCC肿瘤生长
在小鼠肿瘤模型中，单独使用MLN4924或BSO均能适度抑制肿瘤生长，而二者联合使用则显著增强了抗肿瘤效果。联合治疗组肿瘤体积和重量显著降低，GSH水平和ROS水平的变化也进一步支持了这一结论。

研究结论与讨论
本研究揭示了核内FBP1在ccRCC中的新型调控机制，即CUL4B通过泛素-蛋白酶体途径降解FBP1，而MLN4924通过抑制CRLs活性稳定FBP1，从而抑制HIF信号通路及肿瘤代谢。MLN4924与BSO联合使用在体内表现出显著的抗肿瘤效果，为ccRCC的治疗提供了新的靶点和策略。该研究不仅加深了对ccRCC发病机制的理解，还为临床治疗提供了新的思路和方法。