ROC1 SCF E3 泛素连接酶表达下调通过活化DNA 损伤应答→细胞自吞噬→细胞衰老通路介导肿瘤细胞杀伤

泛素－蛋白酶体降解系统（UPS）是抗肿瘤新药开发的热点领域之一，而多亚基SCF E3 泛素连接酶则代表了新的针对UPS的抗肿瘤靶点。我们发现SCF的核心组成亚基ROC1在肿瘤组织中过表达，下调ROC1抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞衰老（senescence）。这些发现提示ROC1是具有良好开发前景的新型药物靶点， 但ROC1下调诱导肿瘤细胞衰老和介导抗肿瘤应答的分子机制尚未阐明。鉴于DNA 损伤应答和自吞噬促进某些应激诱导的细胞衰老发生，而我们前期研究发现ROC1表达下调也可以活化DNA 损伤信号通路和诱导细胞自吞噬，我们拟提出"DNA 损伤应答→自吞噬→细胞衰老信号通路在ROC1下调介导的细胞杀伤中发挥关键作用"的假说。本研究将致力于验证该假说并阐明ROC1下调诱导肿瘤细胞衰老和抗肿瘤应答的分子机制，为进一步筛选针对ROC1 E3 泛素连接酶的机制清晰、靶点明确的抗肿瘤新药奠定基础。

CRL/SCF E3泛素连接酶是细胞内最大多亚基泛素连接酶, 其核心亚基包含具有RING结构域的RBX家族蛋白(ROC1/RBX1和ROC2/RBX2)、Cullin家族蛋白 (Cullin 1-7)和底物识别蛋白。鉴于CRL/SCF E3泛素连接酶功能失调直接促进肿瘤发生发展，CRL/SCF已成为抗肿瘤药物筛选的重要靶点。我们前期工作发现CRL/SCF E3泛素连接酶复合物的核心组成亚基ROC1在肿瘤组织中过表达，下调ROC1能显著抑制肿瘤细胞生长，提示ROC1是具有良好开发前景的新型药物筛选靶点，但ROC1下调介导抗肿瘤杀伤的分子机制尚未阐明。本项目中，我们旨在阐明ROC1下调诱导DNA损伤应答、自吞噬和细胞衰老等重要细胞应答的分子机制及其在ROC1下调介导的细胞杀伤中的作用，为进一步筛选ROC1分子靶向药物提供科学依据。通过本项目的研究，我们发现ROC1下调灭活CRL/SCF泛素连接酶活性并诱导不同CRL/SCF底物积聚，分别独立诱导了DNA损伤应答、自吞噬和细胞衰老表型的发生。机制上，ROC1下调通过诱导DNA复制调控蛋白Cdt1和Orc1积聚进而促进DNA损伤应答；通过诱导Deptor积聚进而灭活mTOR通路促进肿瘤细胞自吞噬；通过诱导p21积聚诱导细胞衰老的发生。生物学功能上，DNA损伤应答所诱导的细胞周期捕获、DNA重复复制和p21依赖的细胞衰老发挥抑制肿瘤细胞增殖；相反，Deptor积聚诱导的细胞自吞噬起到维持细胞生存的作用，而且阻断细胞自吞噬应答促进肿瘤细胞发生快速细胞凋亡，从而显著增强靶向ROC1的抗肿瘤效果。本项目的研究成果阐明了ROC1下调抗肿瘤应答的关键分子机制，为进一步筛选针对CRL/SCF E3泛素连接酶的抗肿瘤靶向新药提供了扎实的科学依据。在此过程中，我们取得了系列原创性科研成果，并在J Biol Chem、Cell Death & Differentiation、Autophagy和Cancer Research等学术期刊发表论文四篇。相关成果获得积极国际反响，获邀撰写评论/综述四篇，获邀参编英文专著两部。