USP22调控肿瘤中信号转导通路的研究进展

USP22作为肿瘤干细胞标志物之一,在几种类型的人类癌症中已被观察到,这表明USP22可能参与各种生理和病理过程,并作为致癌基因在癌症进展中起作用。然而,导致USP22转录激活的机制,特别是USP22介导人类肿瘤进展的机制,至今仍然未知。前期研究表明USP22主要通过调节正常T细胞和B细胞中丝裂原的激活诱导肿瘤发生。而最新研究发现,仅USP22过表达不足以诱导肿瘤发生, USP22是通过肿瘤相关信号通路的激活参与肿瘤进展的,该理论的出现为肿瘤机制的研究提出了新见解,也为USP22介导肿瘤治疗耐药性提供了新思路。该文对USP22参与肿瘤进展的相关信号通路进行概述和总结,以期发现USP22介导肿瘤发生发展的分子机制及不同信号通路之间的串扰对肿瘤进展的影响,为癌症治疗提供新思路。     

泛素化特异性酶（USP2a）与肿瘤发生的相关分子机制

去泛素化酶USP2a是去泛素化酶家族(DUBs)的一个成员,为半胱氨酸蛋白酶,是一种重要的特异性去泛素化水解酶。USP2a具有结构和功能多样性,其结构多样化使得这些酶具有一些特异性作用靶点,特别是在基因表达调控中靶向的生理底物种类繁多。特异性蛋白泛素化水平的动态变化涉及到基因表达活化和失活的多种机制以及信号通路转导的多个环节。越来越多的文献报道了去泛素化酶相互作用网络的组成及其重要性。USP2a调节多种重要的细胞生长和分化调节因子及信号转导因子的稳定性和功能,通过USP2a的去泛素化作用以及诱导它们之间相互反应对机体进行相应调控,特别是在调控转录因子、细胞周期和细胞凋亡自噬上发挥重要作用。USP2a的过表达在体内外都表现出致癌性,其靶蛋白通过各种途径影响肿瘤发生发展。通过对人类肿瘤发生发展的相关分子机制及信号通路影响的深入研究,USP2a有望成为肿瘤治疗的新靶点。现就去泛素化酶与人类肿瘤发生发展的相关分子机制及该领域的研究进展作一综述。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1作用机制及其生物学功能的研究进展

与其他化学修饰,如乙酰化、磷酸化、泛素化等相似,组蛋白赖氨酸甲基化是一个可以逆转的组蛋白修饰,是一个动态调节的过程。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1（lysine specific demethylase 1,LSD1）是一个黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinulcleotide,FAD）依赖性胺氧化酶,它能够特异性脱去H3K4和H3K9位点上的单甲基化和二甲基化的甲基基团。LSD1参与调控核受体介导的基因转录,并分别维持染色质的活性和非活性状态,被誉为细胞深处的基因＂开关＂。LSD1的功能失衡可引发多种重要生命现象的改变。主要综述LSD1的结构、作用机制及其在肿瘤发生、胚胎发育、体细胞重编程的调控、细胞分裂和造血等过程中生物学功能的研究新进展。     

去泛素化酶USP1的结构、功能及其抑制剂的研究进展

泛素化是一种维持细胞稳态必不可少的翻译后修饰,通过泛素分子与靶蛋白的连接参与蛋白质功能、定位和转换的调节。去泛素化酶介导的去泛素化为泛素化过程的逆反应,参与泛素的回收、编辑和重排。泛素特异性蛋白酶是最大的去泛素化酶家族,泛素特异性蛋白酶1 (USP1)是其中重要的亚型,广泛参与维持基因组完整性、细胞周期和细胞稳态。在多种肿瘤类型中均存在USP1异常表达,因此该靶点受到了广泛关注。目前研发进展最快的小分子USP1抑制剂为KSQ-4279,处于Ⅰ期临床研究阶段;另外ISM3091也已在国内和美国获得新药临床试验批件,即将开展临床试验。该文综述了USP1的结构、调控、生理功能、与肿瘤发生发展的关系以及USP1抑制剂的研究进展。     

介导抑癌蛋白泛素化的新分子

抑癌蛋白泛素化机制在肿瘤发生发展过程中扮演重要角色。其中,NEDD4—1介导的PTEN泛素化与Cowden综合征密切相关,Livin介导的Smac／DIABLO泛素化,以及癌性锚蛋白重复序列、转录因子E4F1等介导的P53泛素化均在肿瘤发生过程中扮演重要角色。近期研究表明,这些介导抑癌蛋白泛素化的新分子有望成为肿瘤治疗的靶点。     

泛素化在TRAF2介导的NF-κB信号通路中的作用

NF-κB（核因子κ增强子结合蛋白）是核转录因子家族成员,具有调节免疫、炎症和细胞存活的功能.它可被TRAF2（tumor necrosis factor receptor associated factor 2,肿瘤坏死因子受体相关因子2）等相关因子活化.TRAF2包含了N-端的环指结构域和C-端的高度保守结构域.它通过与肿瘤坏死因子受体超家族成员相互作用,介导了下游信号通路.而TRAF2的泛素化在过程中是关键的,鞘磷脂作为TRAF2的泛素化连接酶辅助因子,在TRAF2介导的NF-κB信号通路中发挥重要作用.     

ERα的辅调节因子与乳腺癌关系的研究进展

雌激素受体α（estrogen receptorα,ERα）是配体依赖的转录因子,属于核受体超家族成员。ERα介导转录的经典途径是与雌激素结合后作用于靶基因启动子区的雌激素反应元件（estrogen response element,ERE）,进而诱导靶基因转录。ERα招募辅调节因子（共激活子和共抑制子）参与ERα介导的基因转录调控。辅调节因子主要通过乙酰化、磷酸化、甲基化等表观遗传机制参与转录调控,影响靶蛋白表达水平。ΕRα介导的基因转录调控在乳腺癌的增殖、分化、侵袭转移等过程中发挥重要作用。综述在ERα介导的基因转录调控中几类辅调节因子对乳腺癌发生发展的影响。     

蜕皮激素与其受体EcR-USP的转录调控机制

蜕皮激素20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)是一种典型的类固醇激素, 主导调控昆虫的蜕皮、变态、生殖等重要生理过程。20E受体EcR-USP已被鉴定近20年, 20E与其受体复合物的转录调控机制也有了许多重要突破。已有研究表明： （1）20E受体由核受体EcR和USP形成; （2）EcR-USP异源二聚体在分子伴侣蛋白复合物的协助下获得DNA结合活性; （3）20E通过解除共阻遏因子和募集共激活因子来激活EcR USP异源二聚体并启动下游基因的转录; (4）20E-EcR-USP配体-受体复合物引发20E初级应答基因的表达, 由20E初级反应基因编码的转录因子诱导表达的20E次级应答基因级联放大20E信号, 从而调控昆虫蜕皮、变态、生殖等生理过程。     

SUMO与乳腺癌

小泛素修饰物（Small ubiquitin-like modifier,SUMO）是结构上与泛素类似的一种修饰蛋白,能与一些特定的靶蛋白共价连接。与泛素介导蛋白质的降解不同,SUMO化修饰调控主要对靶蛋白的功能,如在蛋白质的稳定性、细胞定位、信号转导、基因转录调控等方面均发挥着重要的作用。最近的研究表明：SUMO与乳腺癌的发生发展密切相关,它是通过SUMO化修饰参与并影响雌激素受体信号通路来实现的,本文将就此做一综述。     

去泛素化酶与伴侣分子互作的病理生理及研究进展

去泛素化酶(DUBs)通过逆转泛素激活酶(E1)-泛素结合酶(E2)-泛素连接酶(E3)介导的泛素化过程,参与包括DNA复制、DNA损伤修复、炎症、贫血、凋亡、内吞等机体的生理病理过程。USP52,USP25,USP19属DUBs中的泛素特异性水解酶家族(USPs),与不同的伴侣分子相关联,USP52可去泛素化伴侣分子ASF1A,促进组蛋白H3-H4二聚体入核和DNA复制、修复顺利进行,两者高表达可使肿瘤的增殖能力和DNA损伤耐受性增强。USP52(别名PAN2)又可与PAN3形成复合物参与mRNA的代谢。牛痘相关激酶(VRK2)调节USP25的活性,影响后者对伴侣分子TRiC的稳定性,进而影响蛋白错误折叠。USP19(b亚型)和Hsp90,CHIP(E3连接酶)形成复合物调节错误折叠蛋白的命运。本文系统综述了去泛素化酶(DUBs)家族相关成员及其通过与伴侣分子相互作用在肿瘤等疾病的发生发展中所起的作用及其相关研究进展。     

GMP synthetase stimulates histone H2B deubiquitylation by the epigenetic silencer USP7

The packaging of eukaryotic genomic DNA into chromatin is modulated through a range of posttranslational histone modifications. Among these, the role of histone ubiquitylation remains poorly understood. Here, we show that the essential Drosophila ubiquitin-specific protease 7 (USP7) contributes to epigenetic silencing of homeotic genes by Polycomb (Pc). We purified USP7 from embryo nuclear extracts as a stable heteromeric complex with guanosine 5'-monophosphate synthetase (GMPS). The USP7-GMPS complex catalyzed the selective deubiquitylation of histone H2B, but not H2A. Biochemical assays confirmed the tight association between USP7 and GMPS in Drosophila embryo extracts. Similar to USP7, mutations in GMPS acted as enhancers of Pc in vivo. USP7 binding to GMPS was required for histone H2B deubiquitylation and strongly augmented deubiquitylation of the human tumor suppressor p53. Thus, GMPS can regulate the activity of a ubiquitin protease. Collectively, these results implicate a biosynthetic enzyme in chromatin control via ubiquitin regulation.     

USP22 acts as an oncogene by the activation of BMI-1-mediated INK4a/ARF pathway and Akt pathway

Recent studies provided strong support for the view that ubiquitin-specific protease 22 (USP22) plays a central role in cell-cycle progression and also in pathological processes such as oncogenesis. We have recently shown that USP22 levels are elevated in colorectal carcinoma with associated increase in the expression of several cell-cycle-related genes. However, the precise mechanism for these functions of USP22 at molecular level has not been fully elucidated. Currently, we investigated the role of USP22 in human colorectal cancer (CRC). We observed that USP22 expression was statistically significantly correlated positively with that of BMI-1, c-Myc and both, pAkt (Ser473), and pAkt (Thr308), in primary tumor tissues from 43 CRC patients. Down-regulation of USP22 expression in HCT116 colorectal cancer cells by siRNA resulted in the accumulation of cells in the G1 phase of the cell cycle. RNAi-knockdown of USP22 in HCT16 cells also led to the repression of BMI-1 and was accompanied by the up-regulation of p16INK4a and p14ARF, with a consequent decrease in E2F1 and p53 levels. In addition, down-regulation of c-Myc-targeted cyclin D2 was also noticed in cells treated with USP22-siRNA. Furthermore, our results showed that USP22 deletion also caused down-regulation of Akt/GSK3β activity, which can also contribute to the reduction of cyclin D2. Collectively, our current results suggest that USP22 may act as an oncogene in CRC as it positively regulates cell cycle via both BMI-1-mediated INK4a/ARF pathway and Akt signaling pathway.