泛素-蛋白酶體系統介導的抑癌蛋白降解是一種重要的促癌機制，而阻斷相關過程、回覆抑癌蛋白表達則代表了一類重要的抗癌策略。CRL（Cullin-RING ligase）E3泛素連線酶是細胞內最大的多亞基泛素連線酶家族，是由Cullin蛋白、RING-finger蛋白（RBX1/RBX2）、接頭蛋白及底物識別蛋白組成的多亞基複合物。研究表明，經泛素-蛋白酶體途徑降解的蛋白質中約20%由CRL E3泛素連線酶調控。這些CRL E3泛素連線酶的底物種類繁多，包括細胞週期調控蛋白、訊號轉導分子、轉錄因子及腫瘤相關蛋白等。在正常生理條件下，CRL E3泛素連線酶廣泛調節諸多生物學過程，例如細胞週期、增殖與分化等。然而，當其異常活化，則可以促進腫瘤發生發展。因此CRL E3泛素連線酶已成為重要的抗腫瘤靶點。

Prame是一種腫瘤相關抗原，最早鑑定於惡性黑色素瘤轉移灶中。隨後研究發現，Prame在多種惡性腫瘤中表達上調，且與患者預後情況呈顯著負相關。而在人體正常組織中，除了睪丸、卵巢、胎盤、腎上腺和子宮內膜外，Prame幾乎不表達。由於這種表達差異，近年來靶向Prame治療腫瘤、或將其作為一種潛在的診斷或預後的生物標誌物已經成為領域研究熱點。前期研究表明，Prame可做為CRL2 E3泛素連線酶的潛在底物識別蛋白，其N末端存在BC-box/Cul2-box負責與Cullin2相互作用，其C末端則存在負責特異性識別底物蛋白的LXXLL結構域。然而，透過CRL2Prame E3泛素連線酶複合物介導降解的底物蛋白尚未發現。

經典抑癌蛋白ARF由Ink4a/ARF（CDKN2A）基因編碼，在人類細胞中表達為p14/ARF，在小鼠細胞中表達為p19/ARF。大量前期研究表明ARF蛋白可透過阻斷泛素連線酶MDM2和ARF-BP1/Mule介導的p53降解啟用p53下游通路發揮腫瘤抑制功能。同時，ARF也可以透過p53非依賴途徑發揮腫瘤抑制功能。先前研究報道，SKP1-Cullin1-β-TrCP2泛素連線酶可介導p19/ARF的泛素化降解，但並不介導p14/ARF泛素化降解。因此，尚不清楚CRL E3連線酶是否調控p14/ARF的泛素化降解。

針對上述科學問題，近日，上海中醫藥大學附屬龍華醫院/中醫腫瘤研究所賈立軍研究員團隊開展了相關研究，並在Cell Death and Differentiation雜誌上發表了題為Tumor-associated antigen Prame targets tumor suppressor p14/ARF for degradation as the receptor protein of CRL2Prame complex的論文。

研究人員透過蛋白質組學等方法，鑑定了CRL2Prame為介導p14/ARF降解的CRL E3泛素連線酶，而靶向腫瘤細胞中過表達的Prame則可透過阻斷p14/ARF降解、誘導G2/M期細胞週期阻滯發揮抗腫瘤作用。此外，在臨床標本中，底物識別受體蛋白Prame顯著過度表達，且與p14/ARF表達呈負相關。綜上所述，該研究揭示了抑癌蛋白p14/ARF在腫瘤內表達下調的一種重要調控機制，並且證實了CRL2Prame E3連線酶可作為新型抗癌靶點。

本文中，張文娟博士、李麗輝博士和蔡麗麗博士為本文共同第一作者。賈立軍研究員為本文的通訊作者。本研究獲得了哈佛大學魏文毅教授、復旦大學附屬腫瘤醫院邵志敏教授和軍事醫學科學院秦鈞教授等合作者的大力支援。

原文連線：

https://www.nature.com/articles/s41418-020-00724-5