揭示CNOT1-CCR4-NOT复合物抑制53BP1-p53-p21信号通路的新机制及其在癌症治疗中的潜在应用

本研究针对p53信号通路在癌症中常被抑制的关键问题，通过多维高通量显微筛选技术，鉴定出CNOT1-CCR4-NOT复合物作为53BP1-p53-p21信号通路的新型抑制因子。研究人员发现CNOT1缺失可增强p53靶基因表达，选择性杀伤癌细胞，并能挽救突变型p53的功能，为恢复p53肿瘤抑制活性提供了新的治疗靶点。该成果发表于《Cell Reports》，为开发针对p53突变癌症的治疗策略奠定了重要基础。

　　

p53作为最重要的肿瘤抑制因子之一，在超过50%的人类癌症中发生突变或功能异常。这些突变不仅使p53丧失抑癌功能，某些突变体还会形成细胞质聚集体，进一步抑制残余野生型p53的活性。虽然已知基因组守护蛋白53BP1能与p53相互作用并增强其活性，但调控这一过程的关键分子机制仍不清楚。更令人困扰的是，许多癌症即使保留野生型p53，其信号通路仍被不同程度地抑制。解开这些调控网络的神秘面纱，将为开发新型抗癌策略提供重要线索。

瑞士苏黎世大学(University of Zurich)分子疾病机制研究系的Antonio Galarreta等研究人员通过创新性的多维高通量显微筛选技术，系统研究了53BP1-p53信号通路的调控机制。他们设计了一套精妙的实验方案：首先构建靶向siRNA文库，针对RNA结合蛋白、DNA修复蛋白等多个功能类别的基因进行筛选；接着采用高内涵显微镜自动采集和分析超过400万个细胞的69个参数；最后通过多层次的验证实验，发现CNOT1作为CCR4-NOT转录复合物的核心组分，是53BP1-p53-p21信号通路的关键抑制因子。这项重要研究成果发表在《Cell Reports》杂志上。

研究人员运用了多项关键技术：1)基于siRNA的高通量基因筛选系统；2)多参数高内涵显微成像技术；3)细胞周期解析的定量图像分析；4)光控CRY2系统研究蛋白质相分离；5)染色质分级分离技术；6)克隆形成实验评估细胞存活率。这些方法的综合运用为研究提供了坚实的技术支撑。

Identification of CNOT1-CCR4-NOT as a suppressor of 53BP1-p53-p21 signaling

研究团队首先设计了一个包含1152孔的siRNA筛选系统，靶向RNA结合蛋白、DNA修复相关蛋白等多个功能类别的基因。通过检测核内p53水平和53BP1-p53凝聚体等指标，发现敲低WDR75、DDX24、DDX47、RBMX、SF3A2和CNOT1等基因可显著提高p53水平。其中CNOT1作为CCR4-NOT转录复合物的核心组分表现尤为突出。验证实验证实，这些基因的敲低不仅增加p53水平，还上调其下游靶基因p21的表达。

CNOT1 depletion selectively impairs cancer cell survival

进一步研究发现，CNOT1缺失会降低癌细胞代谢活性，抑制集落形成，特别是在癌基因(如cyclin E1和MYC)过表达的背景下。与非癌细胞相比，多种癌细胞系对CNOT1缺失更为敏感，表现出更高水平的凋亡。这表明癌细胞，尤其是经历癌基因诱导的基因毒应激的癌细胞，比正常细胞更依赖CNOT1功能。

Mechanism of CNOT1-mediated regulation of 53BP1-p53 signaling

机制研究表明，CNOT1与53BP1存在相互作用，并影响其核内动力学。CNOT1缺失会增强53BP1与p53的结合，促进53BP1在DNA损伤位点的募集。通过光控CRY2系统发现，CNOT1缺失会改变53BP1凝聚体的流动性。此外，CNOT1通过多种途径抑制53BP1-p53-p21信号：1)作为CCR4-NOT复合物的一部分参与mRNA降解；2)通过关联的泛素连接酶活性促进蛋白质降解；3)调控53BP1和p53的mRNA水平。

CNOT1 depletion suppresses mutant p53 aggregation and promotes p21 expression

最令人振奋的发现是，CNOT1缺失能减少常见癌症相关突变体p53(R175H、R248Q和R282W)的细胞质聚集，促进其核定位。即使在表达p53突变体R280K的三阴性乳腺癌细胞MDA-MB231中，CNOT1敲低也能适度增加p21水平。在表达p53 R175H突变体的K562白血病细胞中，CNOT1缺失同样能诱导p21表达并促进突变型p53的核定位。

这项研究揭示了CNOT1-CCR4-NOT复合物在调控53BP1-p53-p21信号通路中的核心作用，为理解p53在癌症中的功能调控提供了新视角。特别重要的是，研究发现靶向CNOT1不仅能增强野生型p53的活性，还能部分恢复常见癌症突变体p53的功能，这为开发针对p53突变癌症的治疗策略提供了新的可能性。研究提出的"分子支架"模型认为，53BP1可能通过维持p53的正确构象来防止其异常聚集，而这一过程受到CNOT1的精细调控。这一发现不仅拓展了我们对p53调控网络的认识，也为开发新型抗癌药物提供了潜在靶点。未来研究可以进一步探索如何选择性干扰CNOT1的功能，从而在癌细胞中特异性激活p53的抗肿瘤作用，同时尽量减少对正常细胞的影响。