mTORC1信号通路整合细胞营养状况、能量水平等信息动态调节细胞生长和代谢。蛋白质翻译起始阶段高度耗能，因此涉及到一系列复杂精细的调控，而mTORC1信号通路是其中的关键调节者。目前已知mTORC1复合体通过磷酸化修饰并调控（4E-BP）家族成员、S6K1等一系列下游底物的活性，正向促进翻译起始过程，但是该过程的具体细节尚未被完全阐明。

真核起始因子 4F (eIF4F) 介导的翻译起始在肿瘤细胞恶性转化过程中起关键作用，其活性增加可促进参与细胞增殖、存活以及肿瘤免疫逃逸的 mRNA翻译起始。eIF4F复合物中，eIF4A1负责解开 mRNA 5'-UTR 区域的复杂二级结构，使得核糖体亚基得以结合并促进帽依赖性翻译。目前开发的eIF4A 小分子抑制剂已在多项体外、体内研究中表现出良好的抗肿瘤活性。但是肿瘤细胞对eIF4A 小分子抑制剂产生耐药的现象已被报道。

IBTK是一个Cullin 3家族的E3泛素连接酶复合体的底物识别亚基。IBTK在多种肿瘤中上调表达，并且在多种肿瘤细胞模型中表现出促增殖、抑凋亡的作用。杂合敲除IBTK可抑制Eμ-myc转基因小鼠的淋巴瘤生成，提示其可能是一个重要的癌基因。但是目前对于IBTK发挥生物学功能的分子机制还知之甚少。

2024年5月10日，复旦大学生命科学学院王陈继团队、上海市第一妇婴保健院/同济大学附属妇产科医院高昆团队合作在eLife在线发表了题为 mTORC1/S6K1 signaling promotes sustained oncogenic translation through modulating CRL3^IBTK-mediated ubiquitination of eIF4A1 in cancer cells的研究论文。该研究揭示了mTORC1/S6K1-IBTK-eIF4A1信号轴通过促进帽依赖性翻译和癌蛋白表达的致癌分子途径。

鉴于IBTK的生物学功能不清，研究人员开展了以下研究。首先通过蛋白复合体分离方法（AP-MS和BioID2）鉴定新的IBTK互作蛋白，进而确定CRL3^IBTK的靶向底物。通过该方法发现并确证了eIF4A1是IBTK的互作蛋白。IBTK与eIF4A1相互作用并对eIF4A1进行多位点的单泛素化修饰（multiple mono-ubiquitination），此修饰不影响eIF4A1的蛋白稳定性，但是促进eIF4F复合物活性，进而达到调控下游靶基因表达的效果。在多种宫颈癌细胞中敲除IBTK，导致MYC，CDK4，STAT1和CCND3等癌基因的蛋白表达水平下调，而对应 mRNA 水平基本不受 IBTK的影响，这提示IBTK 发挥转录后调控作用。一系列的细胞生物学实验和小鼠荷瘤模型结果表明，IBTK正向调控癌细胞的增殖、迁移/侵袭、锚定非依赖性生长、体内瘤体生长和肿瘤免疫逃逸等恶性转化表型，进一步明确了IBTK扮演癌基因角色。临床样本的免疫组化结果也支持IBTK过表达与宫颈癌的分级、不良预后正相关。此外，敲除IBTK使的肿瘤细胞对 eIF4A1 抑制剂诱导的细胞凋亡更加敏感，这提示了 IBTK 是克服 eIF4A 抑制剂耐药的潜在干预靶点。

后续的实验证实IBTK是mTORC1的直接磷酸化修饰底物。此外，mTORC1下游的 S6K1 激酶也可以磷酸化修饰 IBTK。在营养丰富的条件下，mTORC1和S6K1介导IBTK的双重磷酸化修饰，激活CRL3^IBTK复合体介导的 eIF4A1 非降解型泛素化修饰，促进帽依赖性翻译起始。而在营养缺乏条件下，mTORC1/S6K1活性受到抑制，其对IBTK 的磷酸化修饰水平降低，低磷酸化水平的IBTK对 eIF4A1 的泛素化修饰显著减弱，从而最终抑制相关mRNA的帽依赖性翻译起始。癌细胞中存在mTORC1 过度激活或 IBTK 过表达的情况，CRL3^IBTK复合体 对 eIF4A1泛素化修饰和帽依赖性翻译起始作用增加，进一步促进肿瘤发生发展进程（图一)。

图一、mTORC1/S6K1-IBTK-eIF4A1 信号通路调控的分子机制

这项工作首次提出了 “mTORC1/S6K1-IBTK-eIF4A1” 信号轴失调在肿瘤发生发展过程中的重要作用，加深了对癌细胞如何劫持翻译机器以促进其生存的理解，并为开发新的癌症治疗方法提供了潜在途径。

复旦大学生命科学学院博士生焦冬月，硕士生孙蕙茹（现人类表型组研究院博士生在读）为该论文第一作者。王陈继、高昆为该论文的通讯作者。

原文链接：https://elifesciences.org/reviewed-preprints/92236#metrics

闂備胶鎳撻悘姘跺箲娴ｈ櫣鐭堥柨鐕傛嫹

濠电偞鍨堕幐鎼侇敄閸緷褰掑炊閳规儳浜鹃柣鐔煎亰濡插湱鈧鎸哥€涒晝鈧潧銈搁弫鍌炴倷椤掍焦鐦庨梺璇插缁嬫帡宕濋幒妤€绀夐柣鏃傚帶杩濇繝鐢靛Т濞茬娀宕戦幘鎰佹僵鐎规洖娲ㄩ悾铏圭磽閸屾瑧顦︽俊顐ｇ矒瀹曟洟顢旈崨顖ｆ祫闂佹寧绻傞悧鎾澄熺€ｎ喗鐓欐繛鑼额嚙楠炴﹢鏌曢崶銊ュ摵鐎殿噮鍓熼獮宥夘敊閻ｅ本娈搁梻浣藉亹閻℃棃宕归搹顐ｆ珷闁秆勵殕椤ュ牓鏌涢幘鑼槮濞寸媭鍨堕弻鏇㈠幢濡ゅ﹤鍓遍柣銏╁灡婢瑰棗危閹版澘顫呴柣娆屽亾婵炲眰鍊曢湁闁挎繂妫欑粈瀣煃瑜滈崜姘┍閾忚宕查柛鎰ㄦ櫇椤╃兘鏌ㄥ┑鍡欏ⅵ婵☆垰顑夐弻娑㈠箳閹寸儐妫￠梺璇叉唉婵倗绮氶柆宥呯妞ゆ挾濮烽鎺楁⒑鐠団€虫灁闁告柨楠搁埢鎾诲箣閿旇棄娈ュ銈嗙墬缁矂鍩涢弽顓熺厱婵炲棙鍔曢悘鈺傤殽閻愬弶鍠橀柟顖氱Ч瀵噣宕掑Δ浣规珒

10x Genomics闂備礁鎼崐鐟邦熆濮椻偓楠炴牠鈥斿〒濯爄um HD 闁诲孩顔栭崰鎺楀磻閹剧粯鐓曟慨妯煎帶閻忕姷鈧娲滈崰鎾舵閹烘骞㈡慨姗嗗墮婵啴姊洪崨濠傜瑨婵☆偅绮嶉妵鏃堝箹娴ｇ懓浠㈤梺鎼炲劗閺呮粓鎮鹃柆宥嗙厱闊洤顑呮慨鈧┑鐐存綑濡粓濡甸幇鏉垮嵆闁绘ḿ鏁搁悡浣虹磽娴ｅ憡婀版俊鐐舵铻為柛褎顨呯粈鍡涙煕閳╁啞缂氶柍褜鍏涚划娆撳极瀹ュ鏅搁柨鐕傛嫹

婵犵數鍋涘Λ搴ㄥ垂閼测晜宕查悗锝庡亞閳绘棃鎮楅敐搴″箺缂佷胶娅墂ist闂備線娼уΛ妤呮晝閿濆洨绠斿鑸靛姇濡ɑ銇勯幘璺轰粶缂傚秳绶氶弻娑㈠冀閵娧冣拡濠电偛鐗婇崢顥窱SPR缂傚倷鐒︾粙鎺楁儎椤栫偛鐒垫い鎺嗗亾妞わ缚鍗抽幃褔宕妷銈嗗媰闂侀€炲苯澧村┑鈥愁嚟閳ь剨缍嗛崜姘跺汲閳哄懏鍊垫繛鎴炵懃婵啴鏌涢弮鎾村

闂備礁鎲￠〃鍡椕哄⿰鍛灊闊洦绋掗崵鍕煟閹邦剦鍤熼柕鍫熸尦楠炴牠寮堕幋鐘殿唶闂佸憡鐟ュΛ婵嗩潖婵犳艾惟闁靛绲煎ù鐑芥煟閻樿京鍔嶇憸鏉垮暣閹儵鏁撻敓锟� - 婵犵數鍎戠徊钘夌暦椤掑嫬鐭楅柛鈩冡缚椤╂煡鏌涢埄鍐惧毀闁圭儤鎸鹃々鐑藉箹鏉堝墽绉甸柛搴㈠灥閳藉骞橀姘濠电偞鍨堕幖鈺傜濠婂啰鏆﹂柣鏃囨绾惧ジ鏌涢埄鍐闁告梹甯￠幃妤呭捶椤撶偘妲愰梺缁樼⊕閻熝囧箯鐎ｎ喖绠查柟浼存涧閹線姊洪崨濠傜濠⒀勵殜瀵娊鎮㈤悡搴ｎ唹濡炪倖鏌ㄩ悘婵堢玻濞戙垺鐓欓悹銊ヮ槸閸婂鎮烽姀銈嗙厱婵炲棙锚閻忋儲銇勯銏╁剶鐎规洜濞€瀵粙顢栭锝呮诞鐎殿喗鎮傞弫鎾绘晸閿燂拷

濠电偞鍨堕幐鎼侇敄閸緷褰掑炊椤掆偓杩濇繝鐢靛Т鐎氼噣鎯屾惔銊︾厾鐎规洖娲ゆ禒婊堟煕閻愬瓨灏﹂柟钘夊€婚埀顒婄秵閸撴岸顢旈妶澶嬪仯闁规壋鏅涙俊铏圭磼閵娧冾暭闁瑰嘲鎳庨オ浼村礃閵娧€鍋撴繝姘厸閻庯綆鍋勬慨鍫ユ煛瀹€鈧崰搴ㄥ煝閺冨牆鍗抽柣妯挎珪濮ｅ嫰鏌ｆ惔銏⑩姇闁告梹甯″畷婵嬫偄閻撳宫銉╂煥閻曞倹瀚�