Notch通路失调与多种疾病密切相关，包括多种血液系统恶性肿瘤、实体瘤及遗传病等。尽管目前已有十余种针对Notch信号通路的靶向药物进入临床试验阶段，但针对携带Notch激活突变的癌症均收效甚微。特异性靶向活化Notch及其下游转录复合物药物的缺乏与其复杂的转录调控机制密切相关。
在Notch信号通路中，DNA结合蛋白RBPJ作为转录调节的核心元件，同时具备转录抑制和转录激活的作用，但是其由抑制向激活转换的分子机制尚不清楚。仅仅抑制RBPJ蛋白的表达或活性，并不能抑制Notch相关癌症的进展。有研究报道Notch信号通路可以整合多种上游信号，引起广泛的细胞命运重编程。这是如何实现的，又是否与目前靶向Notch转录复合物遇到的临床困境相关呢？
2022年9月21日，西湖大学生命科学学院李旭团队在ScienceAdvances杂志上发表题为FBXO42facilitatesNotchsignalingactivationandglobalchromatinrelaxationbypromotingK63-linkedpolyubiquitinationofRBPJ的研究论文，发现FBXO42通过泛素化RBPJ重塑其先锋因子功能，引起整体染色质重构，从而引起广泛的细胞信号响应，填补了长久以来对Notch通路转录复合物活性调节知之甚少的领域空白，并可能为将来靶向RBPJ泛素化相关途径的治疗提供指导。
为探究Notch通路转录因子RBPJ转录活性的转变机制，研究人员分析了团队之前发表的人类Notch通路蛋白质互作网络，发现FBXO42可能是一个重要的Notch通路调节因子。进一步实验发现FBXO42与RBPJ具有很强的相互作用。FBXO42在Notch激活的T-ALL中高表达，且和Notch通路靶基因的表达呈现较强的正相关。FBXO42作为SCF泛素连接酶复合物的主要成分，参与调节底物蛋白的泛素化降解与信号传导。研究人员利用FBXO42敲除细胞系，结合泛素化蛋白质组学及相关生化实验，发现FBXO42通过介导RBPJ上K175的K63链型泛素化修饰，促进RBPJ依赖的Notch信号通路的活化。
图1.FBXO42以K63链型泛素化修饰RBPJK175位点
那么泛素化修饰是如何影响RBPJDNA结合能力及转录活性的转变呢，研究人员对野生型及FBXO42敲除细胞进行差异蛋白质组学及表观遗传学分析，观察到FBXO42敲除后RBPJ对染色质修饰蛋白，ATP依赖的染色质重构复合物等的招募作用减弱，染色质结合能力及RBPJ转录调节区域的染色质开放性降低，表明RBPJK175位点的泛素化修饰对于RBPJ先锋因子的功能至关重要。
图2.FBXO42调节RBPJ转录活性
图3.FBXO42以RBPJ依赖的方式介导广泛的染色质重构
由于Notch通路异常激活与T-ALL的发生发展密切相关。研究者在多种小鼠血液瘤模型中进一步验证了FBXO42的生物学功能，结果显示敲除FBXO42或者是利用小分子抑制剂MLN4924抑制其泛素酶活性均能有效抑制Notch信号的激活，从而缓解肿瘤进程。
综上所述，研究者利用蛋白质组学及表观遗传学研究发现RBPJ具有先锋因子潜能，可以引起广泛的染色质重构，从而整合上游信号传递到具体的效应蛋白。FBXO42作为Notch信号通路的关键调控因子，通过泛素化修饰RBPJ参与转录活性转变及染色质重构的调节，进而影响Notch相关肿瘤的发生发展，揭示其或可作为Notch相关疾病潜在的药物靶点。
图4:FBXO42泛素化修饰RBPJ，引起转录复合物活性转变及广泛的染色质重构