Cell子刊:陈可实/刘兴国等团队合作揭示MKK6通过磷酸化BCL2L13驱动线粒体自噬以抑制肺癌

  • 2026-04-09 11:27
  • 来源:医药资讯网
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丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路广泛调控发育与肿瘤进程,但其下游次级激酶的亚细胞定位与功能仍不明确。

2026年3月24日,中国科学院广州生物医药与健康研究院陈可实、刘兴国、广州医科大学梁文华、广州实验室董鸣共同通讯在Cell Reports在线发表题为MAP2K6 directly phosphorylates BCL2L13 to mediate mitophagy for suppressing tumorigenicity的研究论文。本研究发现丝裂原活化蛋白激酶激酶6/3(MKK6/MKK3)具有抑癌作用,可显著激活线粒体自噬并抑制肺腺癌(LUAD)的肿瘤生长。

机制上,在MKK1–7中,仅有MKK6/MKK3定位于亚细胞器,并分布在线粒体与自噬体的互作位点。MKK6调控线粒体自噬与致瘤性的功能依赖其激酶活性,但并非通过经典的p38通路实现。MKK6可直接磷酸化BCL2L13的丝氨酸426位点,增强BCL2L13与LC3B的结合,进而促进线粒体自噬、抑制氧化磷酸化(OXPHOS)并抑制肿瘤生长。

本研究不仅揭示了MKK6-BCL2L13在细胞器间位点的磷酸化修饰可通过调控线粒体质量影响肿瘤发生,也为肺腺癌治疗提供了潜在的治疗策略。

根据美国癌症协会的统计数据,肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因。肺腺癌(LUAD)是非小细胞肺癌(NSCLC)最常见的病理亚型。LUAD被认为是最具侵袭性和致命性的癌症类型之一,相对存活率为5年。目前针对LUAD分子生物学机制的研究主要集中在基因组演化、代谢重编程及激酶等方面;其中,激酶作为小分子药物靶点,是机制研究的重要方向。

Xu等人对103例LUAD患者的蛋白质组、磷酸化蛋白质组和基因组数据进行整合多组学分析,鉴定出亚型特异性激酶及肿瘤相关磷酸化蛋白。此外,针对EGFR和ALK的酪氨酸激酶抑制剂已被批准用于LUAD的精准治疗。因此,阐明激酶在LUAD中的作用,有助于克服耐药并降低患者死亡率。

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的核心是由MKKKs、MAPK激酶(MKKs)和MAPKs组成的保守三级激酶级联反应。它们在细胞生长、凋亡、命运转换及肿瘤发生等生理病理过程中发挥关键作用。本团队前期研究发现,MKK6在体细胞重编程过程中可提高组蛋白乙酰化水平并松弛异染色质。

在肺癌和乳腺癌中,MKK7可通过激活JNK1/2,将致癌应激与基因毒性应激直接耦联至p53稳定性调控。在携带BRAF突变的转移性黑色素瘤中,MEK1/2抑制剂曲美替尼已获批用于临床治疗,但ERK5过度磷酸化可导致肿瘤对BRAF抑制剂维莫非尼产生耐药。

尽管如此,MKK家族蛋白的具体作用机制,尤其是其亚细胞器定位与功能之间的关系,仍不明确。有研究报道,磷酸化ERK1/2可更多定位于线粒体并促进线粒体自噬,进而参与帕金森病患者的神经退行性变。然而,MKK家族蛋白在肿瘤细胞中的亚细胞器定位及其相关功能尚未见报道。

图形摘要(摘自Cell Reports

本研究系统分析了次级激酶MKK1–7的亚细胞器定位,发现仅有MKK6和MKK3呈现明显的亚细胞器定位。进一步研究表明,抑癌因子MKK616定位于线粒体与自噬体结构。MKK6在线粒体自噬及致瘤性中的功能依赖其激酶活性,但不依赖经典下游底物p38。

研究鉴定出线粒体自噬的非泛素依赖性受体BCL2L13是MKK6的下游底物。MKK6对BCL2L13-S426的磷酸化可促进BCL2L13与LC3B的结合,提升线粒体自噬水平,抑制氧化磷酸化(OXPHOS),最终抑制LUAD发生。此外,研究在KrasLSL-G12D/+小鼠模型中进一步证实MKK6具有抑癌作用。

本研究揭示,MAPK通路次级激酶可定位于膜性细胞器并直接磷酸化线粒体自噬受体。这一发现不仅阐明了线粒体质量控制在肿瘤发生中的重要机制,也为LUAD提供了具有潜在价值的治疗与诊断靶点。

原文链接:10.1016/j.celrep.2026.117177


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