抑制细胞自噬，促进肿瘤生长！浙江大学许大千/吕志民团队最新发文

近日，浙江大学许大千、吕志民及哈尔滨医科大学雷博共同通讯在EMBO Journal 在线发表题为“VHL suppresses autophagy and tumor growth through PHD1-dependent Beclin1 hydroxylation”的研究论文，研究证明 VHL 通过直接结合 PHD1 在 P54 羟基化的 Beclin1 并抑制 ATG14 与 Beclin1/VPS34 的结合来抑制 ccRCC 细胞中营养应激诱导的自噬。Beclin1 P54A 敲入表达消除了 VHL 介导的自噬抑制并促进肿瘤生长。

https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-024-00051-2

研究背景

 01 

Von Hippel-Lindau（VHL）肿瘤抑制基因的体细胞突变在散发性肾细胞癌（RCC）中普遍存在，其中明确细胞肾细胞癌（ccRCC）是最常见的亚型。VHL蛋白（VHL）作为一个伏林支架蛋白（CUL2）-环泛素连接酶复合物的底物识别模块，结合到缺氧诱导因子（HIF）1/2α上。这种结合依赖于HIF1/2α中两个保守脯氨酸残基的水化，由脯氨酸羟化酶酶（PHD1，又称EGLN2）、PHD2（EGLN1）和PHD3（EGLN3）催化，这些酶需要氧气作为辅基质。因此，PHD介导的HIF1/2α水化导致VHL介导的HIF1/2α泛素化和在正常氧化条件下降解，但在低氧条件下，PHD的活性被低氧水平抑制，导致增强的HIF1/2α表达诱导下游基因表达。VHL患者肾脏中出现的VHL缺陷病变显示出HIF和HIF靶基因的增加，小鼠VHL–/– ccRCC异种移植实验显示HIF2α促进肿瘤的作用，而HIF1α限制肿瘤的作用。然而，一些VHL–/–ccRCC细胞系不受HIF2α活性操纵的影响，一些VHL突变的ccRCC对HIF2α抑制剂治疗具有抵抗性，这表明VHL缺陷通过尚未确定的和与HIF2α无关的机制促进肿瘤发展。

与VPS34形成复合物的ATG14L与Beclin1相互作用，并将VPS34以及其膜锚VPS15靶向到前自噬体结构，并促进自噬体-内吞体融合。除了通过含有ATG14L的Beclin1/VPS34调节自噬外，Beclin1/VPS34还形成与UV辐射抵抗相关基因（UVRAG）的不同复合物，以调节内吞运输。AMP激活的蛋白激酶（AMPK）、雷帕霉素抑制的机械靶向拉帕霉素样激酶-1（ULK1）、磷酸甘油酸激酶-1（PGK1）和Bcl-2依赖的调节Beclin1/VPS34/ATG14复合物在自噬活动中发挥重要作用。然而，肿瘤抑制因子是否以肿瘤类型特异的方式直接和差异地调节Beclin1/VPS34/ATG14L复合物活性和自噬仍然未知。

研究进展

 02 

为了进一步确定VHL介导的自噬抑制的临床相关性，我们对具有WT-VHL表达的人ccRCC标本进行了IHC或免疫印迹分析，并显示Beclin1 P54-OH水平与自噬水平呈负相关，如LC3B增加和p62表达降低所反映（图6A-C）。此外，肿瘤中Beclin1 P54-OH含量低的ccRCC患者（49例）的生存时间短于肿瘤中Beclin1 P54-OH含量高的患者（41例）（图6D）。这些结果支持了VHL介导的自噬抑制在人ccRCC临床行为中的作用，并揭示了Beclin1 P54-OH水平与ccRCC临床侵袭性之间的关系。

Beclin1 P54-OH 水平与人 ccRCC 中的自噬水平呈负相关，可预测患者的不良预后

研究结果

 03 

本研究，我们证明 VHL 抑制营养应激诱导的自噬，其在散发性 ccRCC 标本中的缺乏与自噬水平显著升高有关，并与较差的患者预后相关。从机制上讲，VHL 在 Pro54 上发生 PHD1 介导的羟基化后，直接与自噬调节因子 Beclin1 结合。这种结合抑制了 Beclin1-VPS34 复合物与 ATG14L 的结合，从而抑制了响应营养缺乏的自噬启动。非羟基化Beclin1 P54A的表达消除了VHL介导的自噬抑制作用，并显著降低了VHL的肿瘤抑制作用。此外，在表达野生型VHL的人ccRCC标本中，Beclin1 P54-OH水平与自噬水平呈负相关，并且与患者预后不良呈负相关。此外，VHL缺陷小鼠肿瘤与自噬抑制剂和HIF2α抑制剂联合治疗可抑制肿瘤生长。这些发现揭示了VHL抑制肿瘤生长的意想不到的机制，并提出了通过联合抑制自噬和HIF2α来治疗ccRCC的潜在方法。

PHD1介导的脯氨酰羟基化靶向HIF-1α进行VHL依赖性泛素化，是细胞氧传感机制的关键步骤。这项工作表明，PHD1 和 VHL 还抑制 Beclin1 和自噬起始，失调导致透明细胞肾细胞癌进展。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-024-00051-2

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。