視網膜母細胞瘤（Retinoblastoma, RB）蛋白是一種被廣泛熟知和認可的腫瘤抑制蛋白，它通過結合E2F-DP蛋白複合物抑制細胞的周期進程。RB蛋白的磷酸化對於RB發揮腫瘤抑制功能至關重要，RB蛋白的各種絲氨酸/蘇氨酸（S/T）殘基可被周期蛋白依賴激酶（CDKs）如（CDK4/6和CDK2）和非CDK激酶磷酸化。CDKs對RB的過度磷酸化消除了其抑制細胞周期進程的能力，同時，CDK抑制劑能夠逆轉RB蛋白的過度磷酸化。RB也受泛素化連接酶MDM2和NRBE3的調控，它們被證實可以多聚泛素化RB蛋白並導致其降解。然而，磷酸化RB (p-RB) 穩定性調控機制尚不明確，因此了解p-RB的表達和功能具有十分重要的意義。
近日，鄭州大學第一附屬醫院賈占奎教授團隊與梅奧醫學中心（Mayo Clinic）黃浩傑教授團隊在Cancer Research雜誌在線發表了題為SETDB1 modulates degradation of phosphorylated RB and anti-cancer efficacy of CDK4/6 inhibitors的研究性論文, 這項研究揭示了泛素化連接酶TRIM28以CDK4/6依賴的方式對RB進行泛素化降解，並發現了SETDB1是這一過程的關鍵抑制分子。本研究結果表明，聯合靶向抑制SETDB1和CDK4/6是治療SETDB1基因擴增或過表達亞分類前列腺癌或者乳腺癌的可行方案。
在本研究中，作者首先通過篩選，鑑定了RING指結構域蛋白TRIM28可以結合併促進RB蛋白的泛素化和降解。進一步研究發現，這一過程是以CDK4/6依賴而非CDK2依賴的方式進行，CDK4/6抑制劑可以抑制TRIM28對磷酸化RB的降解。SETDB1是一種已知的TRIM28結合伴侶，它通常與其它轉錄因子共同作用進而發揮轉錄抑制的作用。作者發現SETDB1的敲低可以顯著改變RB的蛋白表達水平，機制研究表明SETDB1通過其Tudor結構域與甲基化的RB結合，保護p-RB免於降解，而不依賴於其甲基轉移酶活性。在前列腺癌患者標本中，SETDB1因基因擴增而頻繁過表達，且與p-RB呈正相關。使用基因特異性反義寡核苷酸 (ASO) 抑制SETDB1表達可減少腫瘤生長，但卻加速了RB蛋白的降解，限制了其治療效果。然而，聯合使用CDK4/6抑制劑palbociclib則可以阻斷SETDB1-ASO誘導的RB降解，在體內和體外實驗中，其抗癌效果比單獨使用每種抑制劑均更佳。
本研究中，作者鑑定了TRIM28作為一種泛素化連接酶，特異性靶向CDK4/6磷酸化RB蛋白，促進其泛素化修飾和蛋白酶體途徑降解。甲基轉移酶SETDB1在前列腺癌症患者標本中擴增，進一步支持了SETDB1作為致癌基因的觀點。本研究進一步表明，過表達的SETDB1保護CDK4/6磷酸化的RB蛋白免受TRIM28泛素化連接酶誘導的蛋白酶體途徑降解，SETDB1的這一新作用獨立於其甲基轉移酶（「Writer」）活性，而是通過其「Reader」功能介導的。因此，作者表明，通過SETDB1-ASO抑制SETDB1導致的RB降解可以通過CDK4/6抑制劑來阻斷。本研究結果表明，共同靶向SETDB1和CDK4/6可能是有效治療癌症的策略，尤其是針對如SETDB1擴增或過表達的前列腺癌和乳腺癌。
賈占奎教授團隊黃珍林博士為論文第一作者；李翔博士及華西醫院的唐缽博士後為共同第一作者。鄭州大學第一附屬醫院賈占奎教授及梅奧醫學中心（Mayo Clinic）黃浩傑教授為本文的共同通訊作者。
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https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-22-0264
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