Smurf2通过泛素化降解CASC3抑制白血病进展的分子机制研究

本研究针对白血病治疗中靶向分子机制不明的关键问题，揭示了E3泛素连接酶Smurf2通过K254位点依赖性泛素化降解CASC3（癌症易感候选基因3）的新机制。研究人员通过体内外实验证实Smurf2/CASC3轴可调控白血病细胞周期阻滞和凋亡，为开发新型靶向疗法提供了理论依据。该成果发表于《iScience》，为克服TKI耐药等临床挑战提供了潜在干预靶点。

　　

白血病作为全球第十大癌症死因，尽管CAR-T细胞疗法和酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)取得突破，但耐药性和疾病进展仍是临床面临的重大挑战。在这一背景下，泛素-蛋白酶体系统作为关键的蛋白质调控机制，其核心组分E3泛素连接酶的异常与肿瘤发生密切相关。其中Smurf2（Sma and Mad ubiquitination regulatory factor 2）在不同癌症中表现出双重角色，但在白血病中的作用机制尚未阐明。与此同时，CASC3（又称MLN51）作为外显子连接复合体(EJC)核心组分，虽在实体瘤中有研究，其在血液系统恶性肿瘤中的功能仍是未知领域。这项发表于《iScience》的研究首次揭示了Smurf2通过特异性泛素化降解CASC3抑制白血病进展的分子机制，为开发靶向蛋白质降解策略提供了新思路。

研究采用的主要技术包括：通过shRNA和过表达质粒构建Smurf2/CASC3基因修饰的白血病细胞系（HL-60、K562、U937）；CCK-8法和流式细胞术检测细胞活力与凋亡；免疫共沉淀(Co-IP)和泛素化分析确定蛋白相互作用；构建CASC3截短体及K254R点突变体解析功能域；裸鼠异种移植模型验证体内抗肿瘤效果。

Downregulation of Smurf2 facilitates viability of leukemia cells

研究发现Smurf2低表达与AML患者不良预后相关。通过shRNA敲低HL-60和K562细胞中Smurf2后，Western blot验证敲低效率

，CCK-8检测显示细胞活力显著增强，流式细胞术证实S期细胞比例增加且凋亡率下降，伴随抗凋亡蛋白Bcl-2表达上调。

Upregulation of Smurf2 modulates cell viability, cell cycle, and apoptosis

过表达Smurf2在三种白血病细胞系中产生相反表型

：细胞活力抑制、G0/G1期阻滞、早期/晚期凋亡增加，其中HL-60细胞凋亡率从9.4%升至19.89%。

Smurf2 interacts with CASC3 and regulates its degradation

质谱分析发现CASC3是Smurf2潜在作用靶点

。Co-IP证实两者直接结合，Smurf2敲低使CASC3蛋白半衰期从4.5小时延长至8小时，蛋白酶体抑制剂MG132可阻断该降解过程。泛素化实验显示Smurf2过表达显著增强CASC3多泛素化修饰。

Smurf2-mediated degradation of CASC3 depends on specific domains

通过构建CASC3截短体发现137-283结构域是Smurf2介导降解的关键区域

，K254R点突变可完全阻断泛素化降解，而K344R/K419R突变无此效应，表明K254是特异性泛素化位点。

Downregulation of Smurf2 promotes cell viability via CASC3

双基因调控实验证实CASC3敲除可逆转Smurf2缺失促存活效应

，在HL-60细胞中shCASC3使凋亡率升高至36.29%，而共转染shSmurf2可将其降至14.25%。

Overexpression of Smurf2 retards tumor growth in mice

裸鼠移植瘤实验显示Smurf2过表达组肿瘤体积减少50%

，Western blot和免疫组化证实瘤组织CASC3表达下调，验证了该通路的体内抑癌作用。

该研究首次阐明Smurf2通过K254位点特异性泛素化降解CASC3的分子机制，揭示了这一轴心在白血病中的肿瘤抑制功能。从转化医学角度看，针对Smurf2/CASC3通路的调控可能解决TKI耐药等临床难题，特别是天然化合物schisandrin B（可上调Smurf2）或成为潜在治疗剂。研究局限性在于尚未验证患者样本中Smurf2-CASC3相关性，且需进一步探索CASC3下游信号网络。这些发现为开发基于蛋白质降解靶向嵌合体(PROTAC)技术的白血病治疗方案提供了新靶点。