KRAS致癌过程中ER自噬缺陷驱动胰腺上皮细胞状态转变的分子机制

本研究揭示了KRAS突变通过抑制CCPG1介导的ER-phagy（内质网自噬）导致REG3B等蛋白聚集，进而驱动胰腺腺泡细胞-导管化生（ADM）和癌变的分子机制。研究人员利用基因工程小鼠模型结合空间转录组学，首次证明KRAS通过转录抑制ER-phagy受体引发蛋白稳态失衡，形成病理性蛋白聚集体，这些聚集体与KRAS协同作用促进ADM发生。该发现为胰腺癌早期干预提供了新靶点，论文发表于《Developmental Cell》。

　　

胰腺癌作为最致命的恶性肿瘤之一，其发生发展过程中KRAS癌基因突变起着关键作用。然而令人困惑的是，携带KRAS^G12D突变的胰腺腺泡细胞可以长期保持静止状态，仅有少数会发展为癌前病变——腺泡-导管化生（ADM）。这种"全或无"的转化现象暗示着需要"二次打击"，但具体机制一直未被阐明。爱丁堡大学CRUK苏格兰中心（CRUK Scotland Centre, University of Edinburgh）的研究团队在《Developmental Cell》发表的研究，揭示了ER-phagy（内质网自噬）缺陷作为KRAS驱动胰腺癌变的"帮凶"这一全新机制。

研究人员主要运用了以下关键技术：1）构建携带ER-phagy报告基因ss-YPet-TOLLES-KDEL的rAAV（重组腺相关病毒）系统；2）使用Pdx1-Cre Kras^LSL-G12D/+（KC）和KPC（KRAS^G12D+p53^R172H）基因工程小鼠模型；3）质谱分析ER-phagy缺陷胰腺的蛋白组；4）超分辨显微镜和免疫电镜观察蛋白聚集；5）空间转录组解析ADM周围细胞状态。

ER-phagy被KRAS转录抑制

研究发现KRAS^G12D突变会下调CCPG1、SEC62等ER-phagy受体的表达，这种抑制在ADM周围的腺泡细胞（peri-ADM）中尤为显著。通过新型ER-phagy报告系统证实，KRAS导致ER-phagy通量降低，且这种缺陷与ADM发生存在空间相关性。

ER-phagy功能抑制ADM和肿瘤发生

基因敲除实验显示，Ccpg1缺失会加速KRAS突变小鼠的ADM和胰腺上皮内瘤变（PanIN）进程。Ccpg1缺陷还阻碍了损伤诱导ADM的消退，并引发微炎症。这些结果表明ER-phagy具有抑制KRAS驱动癌变的作用。

ER-phagy维持特定ER腔内客户蛋白溶解性

蛋白质组学分析发现，ER-phagy缺陷导致REG3B、ZG16等胰腺特异性ER蛋白形成不溶性聚集体。其中REG3B出现N端截短体（REG3BΔN），这种变异体已知具有更强的聚集倾向。值得注意的是，KRAS突变会进一步加剧这些蛋白的转录上调。

REG3是CCPG1介导ER-phagy的生理性客户蛋白

免疫共沉淀实验证实REG3蛋白通过其C端螺旋束与CCPG1的L2结构域直接相互作用。在Atg5缺陷胰腺中，CCPG1与REG3A/B共沉积于不溶性组分，证实了它们在ER-phagy途径中的功能关联。

KRAS驱动腺泡细胞中随机性蛋白稳态缺陷

超分辨显微镜显示，KRAS突变导致REG3A/B在ER腔内形成特征性的管泡状聚集体，这些聚集体与p62共定位。在人类胰腺ADM周围也观察到类似结构，表明该现象的跨物种保守性。

ER聚集体标记损伤和部分导管特性的腺泡细胞状态

空间转录组分析揭示，携带REG3A/B聚集体的腺泡细胞（REG3A/B⁺）表现出独特的损伤转录特征，同时表达部分导管细胞标志物。这些细胞位于形态正常的腺泡与ADM交界区，呈现"中间态"特征。

蛋白聚集体对损伤和ADM具有因果性

通过rAAV表达分泌缺陷型REG3BΔN证实，单纯诱导ER蛋白聚集就足以触发损伤样转录程序、微炎症和ADM。值得注意的是，聚集的REG3BΔN无法分泌，但能激活JAK/STAT3通路，揭示了其非细胞自主作用机制。

这项研究确立了蛋白稳态失衡在胰腺癌起始中的关键作用：KRAS突变通过转录抑制ER-phagy，导致REG3B等蛋白聚集，这些聚集体与KRAS协同驱动腺泡细胞向癌前状态转变。该发现不仅解释了KRAS突变胰腺中ADM的随机性发生，还为预防性干预提供了新思路——靶向ER-phagy或清除特定蛋白聚集体或可阻断癌变进程。从更广泛的视角看，这项研究首次将胰腺癌与蛋白聚集疾病联系起来，为理解肿瘤发生中蛋白质量控制的作用开辟了新途径。