浙大团队发现全新促癌通路，提出胰腺癌治疗新靶点，正联合业界研发新型小分子药物
H 指数 78，论文累计引用次数 38000 多次，连续 7 年入选爱思唯尔中国高被引学者，多次入选美国斯坦福大学发布的全球前 2% 顶尖科学家榜单。
还曾在国际上首次克隆了 SAG/RBX2，鉴定其为 CRL（Cullin-RING ligase）E3 连接酶的催化核心分子，目前已获得数类抗此连接酶和拟素化 E1/E2 酶的小分子抑制剂和专利。
他便是孙毅，目前担任浙江大学求是讲席教授，双聘于浙江大学医学院附属第二医院肿瘤研究所和转化医学研究院。2014-2018 年，孙毅曾出任浙江大学转化医学研究院创始院长。
图 | 孙毅（来源：孙毅）
在回国之前，他曾先后在美国国家癌症研究所、Parke-Davis 和 Pfizer（辉瑞）癌症分子学全球研究部门、美国密歇根大学等单位任职。
而在前不久，他和团队揭示了胰腺癌病变中 UBE2F-CRL5ASB11-DIRAS2 通路的关键作用，为胰腺癌的发病机制研究提供了新线索，有望成为遴选抗胰腺癌新靶点和评判病人预后的新指标。
（来源：Developmental Cell）
在这项研究中，他们发现了胰腺癌中 KRAS 的重要协同基因 UBE2F，以及抑制 RAS-MAPK-c-MYC 通路的 DIRAS2 蛋白。
并展示了处于临床实验阶段的拟素化 E1 的小分子抑制剂 MLN4924，可以通过抑制 UBE2F-SAG-CUL5 轴，导致 DIRAS2 的积累，进而抑制胰腺癌的发生和发展。
据介绍，胰腺癌是消化道常见的恶性肿瘤之一。迄今为止，针对胰腺癌的治疗仍未取得突破性进展。
其中，胰腺导管腺癌（Pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）是最常见的病理类型。
许多在其他癌症类型中取得较好效果的化疗策略或免疫疗法策略，对于胰腺导管腺基本无效。
由于胰腺导管腺发病过程隐匿、早期诊断困难、进展速度快，且缺乏有效的治疗手段，因此患者预后极差，素有癌王之称。
研究表明，胰腺癌的发生、发展与关键基因的异常改变密切相关。超过 90% 的胰腺癌患者，具有致癌基因 KRAS 的突变。
抑癌基因 CDKN2A、TP53、SMAD4 等的缺失突变，与 KRAS 的活化发生协同作用，会促进胰腺癌的生长、转移和免疫逃逸。
因此，深入研究胰腺癌发生和发展的分子生物学机制，具有重要的理论意义和临床价值。
近年来，多项研究发现：蛋白质的拟素化修饰通路，在多种肿瘤中被过度激活，这与癌症的发生、发展、转移、以及患者的不良预后密切相关。
拟素化耦联酶 UBE2F 与连接酶 SAG 的协同作用，能让 CUL5 得到拟素化修饰，从而激活泛素连接酶 CRL5，导致抑癌蛋白的泛素化降解。
孙毅团队的前期研究发现：在胰腺癌组织中，拟素化通路 UBE2F-SAG-CUL5 轴的关键组分 NEDD8 和 SAG 出现异常高表达，且与患者不良预后正相关。
因此，他们推测 UBE2F-SAG-CUL5 轴在胰腺癌的发生发展中可能发挥重要作用。
基于此，该团队在KrasG12D诱导的小鼠胰腺癌模型中条件性敲除 Ube2f ，试图通过这个模型去探索 UBE2F 在胰腺癌中的作用和机制。
尽管这是一个复杂的课题，但在他们眼中却可以清晰地划分为四步：
第一步，构建 KrasG12D诱导的、条件性敲除 Ube2f 的胰腺癌模型，通过此他们发现 Ube2f 的缺失抑制了胆囊收缩素 Cerulein 诱导的胰腺炎，且能够有效抑制胰腺肿瘤的发生和发展。
第二步，通过课题组之前积累的蛋白质组学数据，他们找到了 UBE2F 促进胰腺癌发生和发展的关键蛋白 DIRAS2。
第三步，通过一系列分子生物学实验，证实 DIRAS2 是 UBE2F-SAG-CUL5 轴的关键泛素化的降解底物蛋白。
第四步，通过 RNA 沉默筛选这一手段，找到特异性的底物识别蛋白 ASB11。CUL5 能通过底物识别蛋白 ASB11，与底物蛋白 DIRAS2 结合，从而导致 DIRAS2 的泛素化降解。
最后，在体内实验中证明 DIRAS2 的敲除，可以促进胰腺癌的发生发展。
课题组表示，UBE2F 的缺失显著抑制了 KRAS 突变引起的胰腺肿瘤形成，表明其在胰腺癌的发生和发展中扮演着至关重要的角色。
为进一步验证 DIRAS2 在胰腺癌中的抑癌作用，课题组在体外细胞实验中发现：DIRAS2 敲降可以促进胰腺癌细胞的增殖，而在小鼠体内敲除 DIRAS2 之后，会促进胰腺癌的发生和发展。
当在小鼠体内同时敲除 DIRAS2 和 UBE2F，则会消除 UBE2F 敲除所引起的大部分抑癌作用。这也再一次验证：UBE2F 能够通过降低 DIRAS2 的蛋白水平，来促进胰腺癌发生和发展。
通过机制研究该团队发现：UBE2F 通过激活 CRL5 连接酶，促进抑癌蛋白 DIRAS2 的泛素化降解，解除了 DIRAS2 对 MAPK/c-MYC 信号通路的抑制作用，进而促进胰腺癌细胞的增殖。
此外，该团队还找到了 CRL5 组分中的 ASB11 蛋白，直接将其结合 DIRAS2，进而促进它的降解。
同时，他们在人胰腺癌组织中发现 UBE2F 和 DIRAS2 分别展现出高表达和低表达，且与患者的不良预后呈现出正相关关系和负相关关系。
最终，相关论文以（The UBE2F-CRL5ASB11-DIRAS2 axis is an oncogene and tumor suppressor cascade in pancreatic cancer cells）为题发在Developmental Cell（IF 11.8）[1]。
昌喻和陈乾为共同第一作者，孙毅担任通讯作者。
图 | 相关论文（来源：Developmental Cell）
不过，在本次研究之中尽管他们找到了 DIRAS2 这个关键的抑癌蛋白作为 UBE2F-SAG-CUL5 轴的底物存在，但是敲除 DIRAS2 后仅仅是大部分缓解 UBE2F 敲除带来的抑癌作用。
因此，除了 DIRAS2 之外应该还有其他关键基因介导 UBE2F 促进胰腺癌发生的作用。后续，该团队会通过小鼠胰腺癌组织质谱分析，寻找新的关键底物蛋白。
此外，胰腺癌特殊的免疫微环境决定了胰腺癌对免疫治疗效果欠佳。而既往已有多项研究表明，KRAS 被抑制后可促进肿瘤组织募集活化的 CD4+ 和 CD8+T 细胞，并促进抗原递呈细胞的活化。
所以，UBE2F-CRL5ASB11-DIRAS2 轴通过调控 KrasG12D，在胰腺癌免疫微环境中也发挥重要作用。因此，抑制该轴促进胰腺癌从冷肿瘤变成热肿瘤，从而发挥与免疫治疗协同作用也是他们今后关注的一个研究方向。
此外，他们正在研发针对 UBE2F 和 CUL5 拟素化修饰的特异小分子抑制剂，在肺癌细胞和小鼠肿瘤模型中显示良好的肿瘤抑制作用，相关论文已经于 2022 年发表在Signal Transduction and Targeted Therapy杂志上。
相信不久的将来，课题组可以通过特异性抑制 UBE2F-SAG-CUL5 轴，促进抑癌蛋白 DIRAS2 的积累，有效控制胰腺癌的发展。
另据悉，在 UBE2F 和 SAG-CUL5 小分子抑制剂的研发中，课题组正在和联星生物公司合作，使用 AI 进行计算机模拟，从而实现结构优化和生物学活性的提升。
他们期待可以开发出新一代的高效低毒、结构新颖、分子简单、成药性强、具有自主知识产权的小分子药物。
参考资料：
1.Chang, Y., Chen, Q., Li, H., Xu, J., Tan, M., Xiong, X., & Sun, Y. (2024). The UBE2F-CRL5ASB11-DIRAS2 axis is an oncogene and tumor suppressor cascade in pancreatic cancer cells.Developmental Cell.
运营/排版：罗以、何晨龙
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