Autophagy：华中科技大学张必翔等团队研究揭示CKAP4在肝癌中的作用

RETREG1/FAM134B 是已知的内质网自噬受体。作者之前的研究表明，RETREG1 在肝细胞癌（HCC）中上调，并通过激活 AKT 信号通路促进疾病进展。然而，RETREG1 在 HCC 中表达升高的具体机制尚不明确。

2024年12月17日，华中科技大学张必翔，陈孝平和Jin Chen共同通讯在Autophagy在线发表题为 “CKAP4 in hepatocellular carcinoma: competitive RETREG1/FAM134B binding, reticulophagy regulation, and cancer progression” 的研究论文。该研究揭示了 RETREG1 与 CKAP4 和 TRIM21 的相互作用。

作者证明了 TRIM21 在 K247 和 K252 位点对 RETREG1 进行泛素化，从而促进其蛋白酶体降解。相反，CKAP4 通过竞争性结合 RETREG1，保护其免受降解，揭示了一种新的 RETREG1 后转录修饰机制。通过调控 RETREG1 的表达，CKAP4 和 TRIM21 精细地调控内质网自噬。此外，作者观察到应激诱导下 TRIM21 的上调通过减弱 RETREG1 的功能来恢复内质网应激平衡。使用多种动物模型验证了 CKAP4 在 HCC 中的致癌潜力。临床样本分析提示，CKAP4 是 HCC 预后和诊断的潜在生物标志物。

肝细胞癌（HCC）是全球第六大常见恶性肿瘤，也是肿瘤相关死亡的主要原因。尽管在HCC治疗方面取得了显著进展，但其预后仍然较差。因此，深入研究驱动HCC增殖和转移的分子机制，并确定有效的分子靶点，对于改善治疗效果至关重要。

RETREG1/FAM134B/JK1（内质网自噬调节因子1）被认为在内质网自噬（reticulophagy）过程中充当受体。RETREG1包含两个主要结构域：内质网同源域（RHD）和LC3结合区域（LIR）。它通过RHD锚定在内质网膜上。在内质网自噬过程中，RETREG1通过RHD域引发内质网膜弯曲，并通过LIR直接与自噬小体结合，从而介导内质网自噬，过程中RETREG1被输送至溶酶体进行降解。RETREG1还在癌症进展中发挥着重要作用。

作者之前的研究表明，RETREG1在HCC中上调，并通过激活AKT/RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶通路促进细胞增殖、侵袭和转移。然而，RETREG1在HCC中高表达的机制尚不明确。近期研究揭示了调控RETREG1表达的多种机制，主要发生在转录前水平。例如，在软骨细胞中，FGF（成纤维生长因子）通过激活转录因子TFEB（转录因子EB）和TFE3（转录因子E3）促进RETREG1的表达。在小鼠肝脏中，饥饿诱导RETREG1-2（一个N端截短的同种异构体）表达，这与CEBPB（CCAAT/增强子结合蛋白β）介导的转录后蛋白水解切割有关。

在猪中，RETREG1的m6A缺失通过m6A-YTHDF2（YTH N6-甲基腺苷RNA结合蛋白2）依赖机制促进脂肪生成。此外，RETREG1的mRNA还受到多种微小RNA的调控。在后转录修饰水平，RETREG1的调控机制更加复杂。RETREG1在Ser151位点上被CAMK2B（钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶IIβ）磷酸化，促进RETREG1的寡聚化。此外，E3连接酶AMFR（自分泌运动因子受体）催化RETREG1在RHD域的泛素化，增加RETREG1簇的大小并促进内质网自噬流量。相反，在椎间盘退变（IDD）中，OGT（O-链接N-乙酰氨基葡萄糖转移酶）通过O-GlcNAc化修饰RETREG1，抑制泛素化介导的蛋白酶体降解，从而增强其蛋白稳定性。另有研究显示，在MTOR（机械靶标雷帕霉素激酶）抑制后，CSNK2/CK2（酪蛋白激酶2）磷酸化RETREG1和RETREG3（内质网自噬调节因子家族成员3），并通过磷酸化依赖的泛素化促进RETREG1和RETREG3的聚集。迄今为止，RETREG1在HCC中的后转录修饰机制尚未被探索，RETREG1的蛋白降解途径仍需进一步阐明。

CKAP4和TRIM21通过调控RETREG1调控网状吞噬（图片源自Autophagy）

CKAP4/p63/CLIMP-63（细胞骨架相关蛋白4）是一种位于细胞膜和内质网的蛋白。CKAP4通常作为内质网标志物和内质网自噬的底物。关于CKAP4的大多数研究集中在其在肿瘤生物学中的作用。研究表明，在肺癌、胰腺癌和食管癌中，分泌性蛋白DKK1（Dickkopf WNT信号通路抑制因子1）与CKAP4结合，导致其从细胞膜内化。CKAP4与磷脂酰肌醇3激酶/PI3K SRC同源3域相互作用，激活AKT通路并促进肿瘤进展。在食管癌细胞中，DKK3（Dickkopf WNT信号通路抑制因子3）也可以与CKAP4结合，独立于DKK1-CKAP4通路激活AKT。在胰腺癌中，CKAP4通过DKK1依赖的内吞作用通过外泌体分泌，并可能作为生物标志物。此外，CKAP4已被证明通过多种机制促进肾透明细胞癌、膀胱癌和神经胶质瘤的进展。这些研究表明，CKAP4在许多肿瘤中具有致癌作用，但其在HCC中的具体作用及机制尚未明确。

在该研究中，作者证明了CKAP4与RETREG1相互作用，并通过抑制其K48-多泛素化，促进内质网自噬和HCC进展。作者还确认了E3连接酶TRIM21（含三部分结构域的21号蛋白）在K247和K252位点对RETREG1进行泛素化。CKAP4与TRIM21竞争调控RETREG1的蛋白酶体降解。此外，作者展示了在内质网应激过程中，TRIM21上调RETREG1并促进其蛋白酶体降解，揭示了一种新的调节内质网自噬的机制。最后，作者强调了CKAP4在HCC中的致癌作用及其治疗潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1080/15548627.2024.2435236