Significance Whereas the role of the ubiquitin system in protein degradation is well established, little is known regarding the regulation of its own components, including its catalytic arm, the 26S proteasome. Here we show that in stressed mammalian cells, the proteasome is targeted by autophagy, which requires site-specific ubiquitination of its ubiquitin receptors. The process is mediated by the p62/SQSTM1 adapter and requires its ubiquitin-associated domain. Independently, p62 serves also as a shuttling protein for ubiquitinated substrates, using its PB1 domain. This places p62 in a pivotal position where under certain conditions it binds to the proteasome as a protease, whereas in other conditions it recognizes the proteasome as a prey. The regulation of this intricate “decision making” process remains elusive.

Abstract The proteasome, the catalytic arm of the ubiquitin system, is regulated via its dynamic compartmentation between the nucleus and the cytoplasm, among other mechanisms. Under amino acid shortage, the proteolytic complex is translocated to the cytoplasm, where it stimulates proteolysis to supplement recycled amino acids for essential protein synthesis. This response is mediated via the mTOR pathway and the lack of the three aromatic amino acids Tyr, Trp, and Phe (YWF). mTOR activation by supplementation of the triad inhibits proteasome translocation, leading to cell death. We now show that tumoral inherent stress conditions result in translocation of the proteasome from the nucleus to the cytosol. We further show that the modulation of the signaling cascade governed by YWF is applicable also to non-starved cells by using higher concentration of the triad to achieve a surplus relative to all other amino acids. Based on these two phenomena, we found that the modulation of stress signals via the administration of YWF leads to nuclear proteasome sequestration and inhibition of growth of xenograft, spontaneous, and metastatic mouse tumor models. In correlation with the observed effect of YWF on tumors, we found – using transcriptomic and proteomic analyses – that the triad affects various cellular processes related to cell proliferation, migration, and death. In addition, Sestrin3—a mediator of YWF sensing upstream of mTOR—is essential for proteasome translocation, and therefore plays a pro-tumorigenic role, positioning it as a potential oncogene. This newly identified approach for hijacking the cellular “satiety center” carries therefore potential therapeutic implications for cancer.

ABSTRACT Acute myeloid leukemia (AML) remains incurable, largely due to its resistance to conventional treatments. Here, we found that increased expression and abundance of the ubiquitin ligase RNF5 contributes to AML development and survival. High RNF5 expression in AML patients correlated with poor prognosis. RNF5 inhibition decreased AML cell growth in culture and in vivo , and blocked development of MLL-AF9–driven leukemogenesis in mice, prolonging their survival. RNF5 inhibition led to transcriptional changes that overlapped with those seen upon HDAC1 inhibition. RNF5 induced the formation of K29 ubiquitin chains on the histone-binding protein RBBP4, promoting its recruitment and subsequent epigenetic regulation of genes involved in AML development and maintenance. Correspondingly, RNF5 or RBBP4 knockdown enhanced the sensitivity of AML cells to histone deacetylase (HDAC) inhibitors. Notably, low expression of RNF5 and HDAC coincided with a favorable prognosis. Our studies identified ERAD-independent role for RNF5, demonstrating that its control of RBBP4 constitutes an epigenetic pathway that drives AML while highlighting RNF5/RBBP4 as markers to stratify patients for treatment with HDAC inhibitors.

Introduction: CAR-T cell therapy, emerging as an efficient treatment option for patients with secondary central nervous system (CNS) lymphoma, is frequently complicated with immune effector cell-associated neurotoxicity syndrome (ICANS). Case Presentation: We report a case of a 64-year-old woman with transformed follicular lymphoma, developing high-grade ICANS with eosinophilic pleocytosis following third-line therapy with CAR-T cells (tisagenlecleucel). During bridging therapy, she declined neurologically and was diagnosed with secondary CNS lymphoma. She received methotrexate-cytarabine-thiotepa-rituximab regimen with clinical and radiological improvement. Post-CAR-T cell infusion she developed cytokine release syndrome grade II and ICANS grade III. Given the lack of response to steroids, anakinra was initiated with complete ICANS resolution. Cerebrospinal fluid (CSF) analysis, performed only on day +10 due to thrombocytopenia, revealed eosinophils, while infections were excluded. Conclusion: This report emphasizes the importance of CSF analysis in individuals with CAR-T-related neurotoxicity for elucidating the role of specific immune cells in such complications.