Neddylation抑制剂MLN4924通过结合LDH增强H3K18乳酸化并下调ITGB4抑制乳腺癌转移的机制研究

推荐：本研究揭示了Neddylation抑制剂MLN4924通过直接结合乳酸脱氢酶(LDH)促进其四聚化，激活LDH活性并增加乳酸生成，进而增强组蛋白H3K18乳酸化(H3K18la)，最终通过表观遗传抑制ITGB4表达阻断乳腺癌转移。该发现为MLN4924的临床应用提供了新机制支持。

　　

在肿瘤治疗领域，Neddylation（类泛素化修饰）通路的异常激活与多种癌症进展密切相关。MLN4924（Pevonedistat）作为首个靶向NEDD8活化酶(NAE)的小分子抑制剂，虽已进入临床试验阶段，但其作用机制仍存在大量未知领域。尤其令人困惑的是，该药物除抑制Neddylation外，还能通过非经典途径影响EGFR二聚化、PKM2四聚化等过程，形成复杂的调控网络。与此同时，近年来新发现的组蛋白乳酸化修饰（如H3K18la）被证实可激活癌基因转录，但能否介导基因抑制仍属空白。

针对这些科学问题，浙江大学医学院附属第二医院癌症研究所的Hongfei Yu、Qiyin Zhou等研究人员开展了一项突破性研究。他们发现MLN4924能直接结合乳酸脱氢酶(LDH)并诱导其四聚化，通过增加乳酸生成促进H3K18la修饰，进而特异性抑制ITGB4基因表达，最终阻断乳腺癌转移。该成果发表于《Journal of Biological Chemistry》，为开发抗转移策略提供了新靶点。

研究团队运用了多项关键技术：通过分子对接和分子动力学(MD)模拟解析MLN4924-LDHA结合模式；采用表面等离子共振(SPR)和细胞热转移实验(CETSA)验证相互作用；结合CUT&Tag和RNA-seq筛选H3K18la调控的靶基因；利用染色质免疫共沉淀(CHIP)确认ITGB4内含子区的修饰位点；并通过小鼠尾静脉注射模型验证体内抗转移效果。

MLN4924增强LDH活性并诱导四聚化

研究发现MLN4924处理24小时可使乳腺癌细胞内乳酸水平提升2-3倍。分子机制研究表明，该药物通过结合LDHA的G191/D194等关键残基，稳定四聚体结构（K_D=3.55×10^-5 M），使酶活性增加40%-60%，且不改变LDHA/B蛋白表达量。

H3K18la介导的表观遗传调控

不同于既往报道的基因激活作用，MLN4924诱导的H3K18la在ITGB4基因第一内含子区富集，导致其mRNA和蛋白表达量下降50%-70%。这种调控具有剂量依赖性，且不被NAE催化亚基UBA3的siRNA干扰所影响，证实是独立于Neddylation抑制的新功能。

ITGB4在转移中的核心作用

功能实验显示，ITGB4敲除可模拟MLN4924的抑癌效果，使乳腺癌细胞迁移能力降低60%；而过表达ITGB4能完全逆转MLN4924的抑制作用。动物实验中，MLN4924（30 mg/kg）使肺转移灶减少75%，该效应被ITGB4过表达部分抵消。

这项研究首次揭示了三重创新机制：其一，发现MLN4924可直接结合代谢酶LDHA；其二，突破性证实H3K18la能通过内含子修饰抑制基因表达；其三，确立了ITGB4作为乳腺癌转移调控的新靶点。这些发现不仅拓展了对组蛋白乳酸化双向调控功能的认知，还为MLN4924的临床转化应用提供了理论依据——通过联合LDH抑制剂可能增强其抗转移效果。未来研究可进一步探索MLN4924对其他非组蛋白乳酸化修饰的影响，以及内含子区乳酸化修饰的普适性调控规律。