SPOP依赖的GSK-3β调控通路介导SYT12降解在甲状腺乳头状癌中的机制研究

本研究针对甲状腺乳头状癌（PTC）中SYT12蛋白异常高表达但调控机制不明的问题，揭示了SPOP-Cullin 3 E3泛素连接酶复合物通过GSK-3β依赖性磷酸化降解SYT12的新机制。研究人员发现SPOP识别SYT12的degron基序并介导K48多聚泛素化，而GSK-3β磷酸化是该过程的关键开关。该发现为PTC靶向治疗提供了新策略，论文发表于《Clinical and Experimental Medicine》。

　　

甲状腺癌作为最常见的内分泌恶性肿瘤，近年来发病率持续攀升，其中乳头状甲状腺癌（PTC）占所有病例的90%。尽管多数患者预后良好，但约44.5%的病例初诊时已出现淋巴结转移，揭示其分子机制对改善临床治疗至关重要。近年来，Synaptotagmin 12（SYT12）被发现在PTC等多种癌症中异常高表达，与肿瘤恶性进展密切相关，然而其调控机制始终是未解之谜。

上海细胞生物学研究所的研究团队在《Clinical and Experimental Medicine》发表重要成果，首次揭示SYT12通过SPOP-Cullin 3 E3泛素连接酶复合物发生泛素化降解的分子机制。研究发现GSK-3β介导的磷酸化是SPOP识别SYT12的关键开关，该通路的失调直接促进PTC细胞增殖。这一发现不仅阐明了SYT12在癌症中异常积累的原因，更为开发靶向SPOP-SYT12轴的治疗策略提供了理论依据。

研究采用多组学技术联用策略：通过TCGA数据库分析临床样本中SYT12/SPOP表达谱；利用CRISPR/Cas9构建基因敲除细胞模型；采用Phos-tag凝胶电泳检测蛋白磷酸化；结合体内外泛素化实验（包括Ni-NTA pull-down和体外重组系统）解析降解机制；并通过CCK-8和克隆形成实验验证功能影响。

主要研究结果

SYT12稳定性受Cullin3 E3连接酶调控
比较不同甲状腺细胞系发现SYT12在BRAF V600E突变型PTC细胞（KTC-1/B-CPAP）中显著高表达。蛋白酶体抑制剂MG132和CRL抑制剂MLN4924均可增加SYT12水平，免疫共沉淀证实SYT12特异性结合Cullin3（Cul3）。敲除Cul3可延长SYT12半衰期并减少其泛素化修饰。

SPOP介导SYT12的K48泛素化降解
生物信息学预测发现SYT12含有典型degron基序（Φ-π-S/T-S/T-S/T）。实验证实SPOP（而非Keap1/KLHL2/KLHL25）特异性结合SYT12，且PTC中SPOP表达显著降低。SPOP的MATH结构域（非BTB域）与SYT12的degron基序直接互作，而临床常见的SPOP突变体（如Y87C/P94R）丧失结合能力。体外泛素化实验证实SPOP直接催化SYT12发生K48型泛素链修饰。

degron磷酸化是互作关键
λ-ppase处理可破坏SPOP-SYT12结合，将degron中S375/S376/S377突变为丙氨酸（SSS/AAA）后，SYT12磷酸化水平降低且稳定性显著增强。激酶抑制剂筛选发现GSK-3β特异性调控该过程：抑制剂TWS119可阻断SYT12磷酸化并抑制其与SPOP结合，而S6K/mTOR抑制剂无此效应。

SPOP-SYT12轴调控PTC细胞增殖
TCGA数据显示PTC组织中SYT12显著高表达而SPOP呈下降趋势。功能实验表明，敲除SYT12抑制PTC细胞活力，而SPOP敲除通过稳定SYT12促进增殖。双敲除实验证实SYT12是SPOP下游关键效应分子。

这项研究首次阐明GSK-3β/SPOP/SYT12调控轴在PTC中的重要作用：GSK-3β介导的SYT12磷酸化促进其被SPOP-Cul3复合物识别并发生K48泛素化降解，该通路的失调导致SYT12积累进而驱动肿瘤增殖。这不仅为理解PTC发病机制提供了新视角，更提示通过药物调控GSK-3β活性或开发SPOP激动剂可能成为新型治疗策略。值得注意的是，SPOP在多种癌症中呈现"双重角色"，本研究为其在PTC中的肿瘤抑制功能提供了直接证据。未来需要进一步探索SYT12下游效应通路及该轴在动物模型中的治疗潜力。