ERK信号通过调控IKKε蛋白稳定性协同TBK1促进胰腺癌细胞的致癌功能

胰腺癌作为恶性程度极高的肿瘤，KRAS突变驱动的MAPK信号通路是其关键致癌机制。美国北卡罗来纳大学教堂山分校的研究团队发现ERK信号通过调控IKKε蛋白稳定性（而非RNA水平）促进其表达，并与TBK1协同调控下游致癌基因表达。通过RNA测序和蛋白质组学分析揭示，ERK通过翻译后调控稳定大量蛋白质，而TBK1/IKKε双重敲除可显著抑制胰腺癌细胞生长并诱导细胞死亡。该研究为胰腺癌靶向治疗提供了新思路，阐明ERK-IKKε-TBK1轴在肿瘤干细胞维持中的关键作用。

　　

胰腺癌被称为"癌中之王"，其五年生存率不足10%，这主要归因于KRAS基因在90%以上病例中的突变激活。KRAS作为分子开关，通过激活下游MAPK信号通路（包括RAF-MEK-ERK级联反应）驱动肿瘤发展。尽管ERK抑制剂在临床试验中显示出一定疗效，但对其下游具体致癌机制的认识仍不完善。与此同时，IKK家族激酶TBK1和IKKε在先天免疫中的作用已被广泛研究，但二者在癌症特别是胰腺癌中的协同作用机制仍是未解之谜。

美国北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）药理学系的研究团队在Albert Baldwin教授带领下，针对这一科学问题开展了系统研究。他们发现ERK信号通过独特的翻译后调控机制稳定IKKε蛋白，并与TBK1协同促进胰腺癌细胞的恶性表型，相关成果发表在《Journal of Biological Chemistry》上。

研究人员运用了多种关键技术：通过患者来源异种移植模型（PDX）分析临床样本中蛋白表达；使用特异性抑制剂（SCH772984靶向ERK，Compound 1抑制TBK1/IKKε）进行药理学干预；采用siRNA基因沉默技术进行功能缺失研究；结合RNA测序和蛋白质组学进行全局分析；并通过肿瘤球形成实验评估癌症干细胞特性。

研究结果部分：

1. TBK1和IKKε蛋白水平在胰腺肿瘤组织中升高
   对胰腺癌患者样本的分析显示，肿瘤组织中IKKε和TBK1蛋白表达显著高于癌旁组织，且与ERK磷酸化水平呈正相关。值得注意的是，一个癌旁样本中TBK1/p-TBK1的异常升高也伴随着ERK活性的轻微增加。

2. KRAS、MEK和ERK调控KRAS突变癌细胞中IKKε和TBK1蛋白水平
   在KRAS G12C突变的MIA PaCa-2胰腺癌细胞中，KRAS抑制剂ARS1620、MEK抑制剂Trametinib和ERK抑制剂SCH772984处理24小时均导致IKKε蛋白显著减少，而对TBK1的影响较小。这种现象在KRAS G12D突变的HPAF-II细胞和人胰腺癌类器官中同样存在。

3. MAPK对IKKε的调控发生在翻译后水平
   qPCR分析显示ERK抑制后IKKε mRNA水平不降反升，与蛋白水平变化趋势相反。蛋白酶体抑制剂MG132能部分阻断ERK抑制导致的IKKε降解，而自噬抑制剂氯喹无此效果。进一步实验测得IKKε半衰期约1小时，且ERK抑制不改变其降解速率。

4. 转录组和蛋白质组分析揭示ERK和TBK1/IKKε的协同调控
   RNA测序发现ERK抑制影响10，317个基因，而TBK1/IKKε抑制影响842个基因，其中531个存在重叠。蛋白质组数据显示ERK调控大量蛋白的稳定性而不影响其mRNA水平，这些蛋白多与翻译过程相关。

5. TBK1和IKKε双重敲除导致MIA PaCa-2细胞生长缺陷
   单独沉默TBK1或IKKε对细胞生长无显著影响，但双重敲除使细胞生长减少约60%，并伴随cleaved PARP增加，表明诱导了细胞凋亡。

6. TBK1和IKKε促进胰腺癌细胞的干性特征
   基因集富集分析显示ERK和TBK1/IKKε抑制均下调干细胞相关通路。肿瘤球形成实验证实，双重敲除或药物抑制TBK1/IKKε显著减少肿瘤球数量和大小。

这项研究首次系统阐明了ERK信号通过翻译后机制调控IKKε蛋白稳定性的分子机制，揭示了TBK1和IKKε在胰腺癌中的协同致癌作用。特别重要的是，研究发现单独抑制TBK1或IKKε效果有限，而双重干预可显著抑制肿瘤生长并诱导细胞死亡，这为胰腺癌的联合靶向治疗提供了新思路。此外，研究还发现ERK-IKKε-TBK1轴通过调控肿瘤干细胞特性影响肿瘤恶性程度，这一发现对理解胰腺癌的高侵袭性和治疗抵抗性具有重要意义。该成果不仅深化了对KRAS下游信号网络的认识，也为开发针对胰腺癌的精准治疗策略奠定了理论基础。