UBR5通过调控Snail蛋白稳定性抑制结直肠癌上皮-间质转化及转移的分子机制

本研究揭示了E3泛素连接酶UBR5通过介导Snail蛋白的K48泛素化降解，抑制结直肠癌(CRC)上皮-间质转化(EMT)的新机制。研究人员发现UBR5与Snail的锌指结构域特异性结合，其HECT结构域中C2768位点突变会阻断该作用，导致Snail积累并促进肿瘤侵袭。该发现为靶向EMT的CRC治疗提供了新策略。

　　

在全球范围内，结直肠癌(CRC)发病率高居恶性肿瘤第三位，约20%-30%患者确诊时已发生转移，五年生存率不足15%。更令人担忧的是，这种传统意义上的"老年病"正呈现年轻化趋势，年轻患者年增长率达1.5%。肿瘤转移是CRC治疗失败的主因，而上皮-间质转化(EMT)在此过程中扮演关键角色——上皮细胞通过获得间质特性，丧失细胞极性并增强运动能力，最终实现远处播散。作为EMT核心诱导因子，Snail蛋白的稳定性调控一直是研究热点，但其通过泛素-蛋白酶体系统的降解机制尚未完全阐明。

吉林大学的研究团队在《Genes》发表的研究成果，首次揭示了E3泛素连接酶UBR5通过特异性识别并降解Snail蛋白抑制CRC转移的分子机制。研究人员采用免疫共沉淀、蛋白质降解实验、体外泛素化分析等技术，结合基因敲除/过表达细胞模型和小鼠移植瘤实验，系统阐明了UBR5-Snail调控轴的功能意义。

UBR5与Snail相互作用
通过质谱分析发现UBR5是Snail的结合蛋白，TCGA数据显示两者表达呈弱正相关，但在II期CRC中呈现UBR5低表达与Snail高表达的负相关模式。免疫共沉淀证实UBR5通过HECT结构域(2453-2799aa)与Snail的C端锌指结构域特异性结合，而家族成员Slug则无此相互作用。分子对接模拟进一步验证了这两个结构域的互补结合模式。

UBR5促进Snail降解和泛素化
UBR5过表达显著加速Snail蛋白周转，该效应可被蛋白酶体抑制剂MG132阻断，而溶酶体抑制剂氯喹无效。值得注意的是，UBR5不能降解6SA突变体(Snail的6个GSK-3β磷酸化位点突变)，且GSK-3β抑制剂CT99021可阻断UBR5介导的降解。HECT结构域截断或C2768S突变均使UBR5丧失降解能力。体外泛素化实验证实UBR5催化Snail形成K48连接的多泛素链，这是蛋白酶体降解的标志信号。

UBR5影响EMT相关因子表达
在HCT116细胞中，UBR5敲低导致Snail蛋白积累、E-cadherin下调及N-cadherin上调，细胞形态由铺路石样变为梭形。伤口愈合和Transwell实验显示，UBR5缺失使细胞迁移和侵袭能力提升2-3倍。小鼠模型中，UBR5敲除组肿瘤体积增大40%，且出现明显的肌肉组织浸润。

C2768S突变消除UBR5功能
关键发现在于HECT结构域的C2768位点——该位点突变不仅阻断UBR5与Snail结合，还使其丧失调控EMT的能力。过表达野生型UBR5的肿瘤体积比突变组小35%，且边界清晰无浸润。这种"分子开关"效应为靶向药物设计提供了精确位点。

临床意义
人类蛋白质图谱显示Snail在CRC组织高表达，而UBR5在正常组织中表达更高。生存分析证实UBR5高表达患者20年生存率提高25%。该研究不仅阐明UBR5通过K48泛素化降解磷酸化Snail维持上皮表型的机制，更揭示了HECT结构域中C2768是药物开发的潜在靶点。

这项研究突破性地将HECT家族E3连接酶与EMT调控联系起来，为开发基于PROTAC技术的靶向疗法奠定基础。未来研究可探索UBR5在其他癌症中的"双刃剑"特性——既能降解促癌蛋白Snail，又能稳定某些抑癌因子，这种底物选择性或将成为精准医疗的新突破口。