FBXL6升高通过ERK/mTOR/PRELID2/ROS轴激活野生型KRAS和突变型KRASG12D并驱动小鼠肝癌发生

背景：Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物（KRAS）和突变型KRASG12D已涉入人类癌症，但其激活是否需要泛素化仍不清楚。本研究旨在探讨F-box和富含亮氨酸重复序列6（FBXL6）是否以及如何调节肝细胞癌（HCC）中KRAS和KRASG12D的活性。方法：我们构建了转基因小鼠品系LC（LSL-Fbxl6KI/+;Alb-Cre，n=13）、KC（LSL-KrasG12D/+;Alb-Cre，n=10）和KLC（LSL-KrasG12D/+;LSL-Fbxl6KI/+;Alb-Cre，n=12），并监测HCC发生320天。使用多组学方法和药理学抑制剂确定FBXL6升高和KRAS激活背景下的致癌信号。采用免疫共沉淀（Co-IP）、蛋白质印迹、泛素化测定和RAS活性检测测定来研究FBXL6激活KRAS的潜在分子机制。在129对HCC患者样本中评估了FBXL6/KRAS/细胞外信号调节激酶（ERK）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）/相关进化和淋巴样感兴趣蛋白结构域2（PRELID2）轴的病理相关性。结果：FBXL6在HCC以及其他人类癌症中高表达（P<0.001）。有趣的是，FBXL6在转基因小鼠中驱动HCC。机制上，FBXL6升高促进野生型KRAS和KRASG12D在赖氨酸128位的多聚泛素化，导致KRAS和KRASG12D的激活，并促进它们与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶RAF的结合，随后激活丝裂原激活蛋白激酶激酶（MEK）/ERK/mTOR信号。MEK/ERK/mTOR轴的致癌活性依赖于PRELID2，其诱导活性氧（ROS）产生。此外，肝脏FBXL6上调促进KRASG12D通过MEK/ERK/mTOR/PRELID2/ROS轴诱导更严重的肝癌发生和肺转移。MEK和mTOR的双重抑制在体内有效抑制了这种亚型癌症的肿瘤生长和转移。在临床样本中，FBXL6表达与p-ERK（χ2=85.067，P<0.001）、p-mTOR（χ2=66.919，P<0.001）和PRELID2（χ2=20.891，P<0.001）呈正相关。Kaplan-Meier生存分析表明，FBXL6/p-ERK高表达的HCC患者预测总生存期更差（对数秩P<0.001）。结论：FBXL6通过位点K128的泛素化激活KRAS或KRASG12D，导致ERK/mTOR/PRELID2/ROS轴的激活和肿瘤发生。MEK和mTOR的双重抑制有效保护免受FBXL6和KRASG12D诱导的肿瘤发生，为治疗这种侵袭性亚型肝癌提供潜在治疗策略。