促进癌细胞增殖和转移！南京医科大学孙跃明教授团队：结直肠癌新生物标志物及治疗靶点

【导读】结直肠癌(CRC)是全球癌症相关死亡率的第二大原因，而p53作为一种被广泛认可的肿瘤抑制因子，促进了CRC的发展。USP36属于去泛素化酶家族，参与多种癌症的进展。然而，在结直肠癌中USP36调控p53信号通路的潜在分子机制尚不清楚。

9月29日，南京医科大学孙跃明教授研究团队在期刊《Oncogene》上发表了研究论文，题为“USP36 promotes colorectal cancer progression through inhibition of p53 signaling pathway via stabilizing RBM28”，本研究中，研究人员发现USP36在结直肠癌组织中升高，并与不良预后相关。功能上，上调的USP36可促进结直肠癌细胞的体外和体内增殖，迁移和侵袭。机制上，USP36可以通过在K162位点去泛素化来与RBM28相互作用并稳定RBM28。此外，上调的RBM28可以与p53结合，抑制其转录活性，从而使p53信号通路失活。综上所述，本研究确定了新的USP36/RBM28/p53轴及其在CRC中促进细胞增殖和转移的作用，这为CRC的治疗提供了一个有前景的治疗策略。

https://www.nature.com/articles/s41388-024-03178-y#Sec11

背景知识

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结直肠癌（CRC）在全球范围内普遍存在，是常见恶性肿瘤之一，在死亡率方面排名第二。尽管有诸如术前化放疗和免疫疗法等新型治疗方案可供选择，但结直肠癌患者的预后仍然不佳。因此，需要进行更全面的研究以阐明CRC的发病机制。

泛素-蛋白酶体系统是真核细胞中重要的翻译后蛋白质修饰系统，负责通过泛素化介导蛋白质的降解。越来越多的证据表明，泛素化失调与包括增殖和转移在内的多种过程有关。泛素化过程主要涉及三个关键酶：E1、E2和E3泛素连接酶，将泛素附着到靶蛋白上。去泛素化酶（DUBs）作为重要的调节因子，负责通过从靶蛋白上切除泛素来逆转泛素化过程，并对抗E3泛素连接酶。迄今为止，已将DUBs分为六类：USPs、UCHs、OTUs、JAMM、MCPIPs和MINDYs。泛素特异性蛋白酶36（USP36）属于去泛素酶家族，在多种癌症中发生异常并介导多个底物蛋白的去泛素化。例如，USP36与胶质母细胞瘤中的ALKBH5相互作用并使其稳定。USP36通过稳定TAZ和YAP来促进胃癌（GC）和食管鳞状细胞癌（ESCC）中的Hippo信号通路。此外，USP36通过拮抗E3泛素连接酶MDM2促进了肝细胞癌（HCC）的发展。然而，还需要进一步的研究来阐明USP36在结直肠癌中的分子机制。

作为一种转录因子，p53在肿瘤预防中起着关键作用，并参与各种细胞过程，包括细胞增殖、细胞凋亡、细胞衰老、肿瘤转移和代谢。p53作为肿瘤抑制剂的主要作用机制是调节CDKN1A、BAX和FAS等一系列与肿瘤进展和转移相关的靶基因的转录。然而，作为最重要的肿瘤抑制剂，基于p53的治疗方法受到缺乏典型的药物靶向特性的限制。因此，探索p53的负调节因子可能为癌症治疗提供新的治疗途径。

USP36促进CRC在体内的增殖和转移

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为了进一步探究USP36在体内的功能，CRC细胞被用于建立异种移植肿瘤和转移模型。研究结果显示，USP36的缺失导致肿瘤体积较小，显著抑制了肿瘤重量和体积。相反，USP36的过表达产生了相反的效果。IHC显示，USP36缺失降低了Ki67的表达，而其过表达导致Ki67表达上调。此外，在肝和肺转移模型中，USP36缺失组的荧光强度较低，转移结节较少，而过表达USP36则表现出相反的现象。综上所述，这些发现表明USP36参与了CRC在体内的增殖和转移过程。

USP36促进CRC在体内的增殖和转移

RBM28/p53轴介导USP36诱导的增殖和转移

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为了评估USP36是否通过RBM28介导其生物学功能，研究人员将USP36敲低细胞或对照细胞转染RBM28或空载体。同时，将RBM28 shRNA或对照质粒通过慢病毒转染USP36过表达细胞。在CCK8和克隆形成实验中，较高的RBM28增强了细胞增殖，逆转了USP36敲低引起的细胞生长下降。相反，RBM28缺失降低了细胞增殖，恢复了USP36过表达引起的增强的细胞生长。同时，流式细胞术凋亡实验揭示，较高的RBM28导致CRC细胞的凋亡率降低，并恢复了USP36沉默引起的增加的凋亡率，反之亦然。另外，上调的RBM28增强了CRC细胞的转移能力，并抵消了USP36缺失引起的减弱效应，反之亦然。而且，体内异种移植肿瘤实验揭示，RBM28沉默表现出较小的肿瘤，逆转了USP36表达引起的促进肿瘤生长的变化，如观察到的肿瘤体积、重量和Ki67水平的变化。同样，体内转移实验表明，RBM28沉默导致由USP36过表达诱导的肝和肺转移结节数量减少，表明RBM28逆转了USP36过表达引起的促转移能力。综上所述，这些结果表明USP36通过稳定RBM28促进CRC的增殖和转移。

接下来，研究人员评估了USP36/RBM28是否通过p53信号通路发挥其致癌作用。通过CCK8和克隆形成试验，研究人员发现伊达萨努特林（一种p53激活剂）显著抑制了LoVo细胞的增殖，并抵消了USP36和RBM28过表达驱动的细胞增殖增加。类似地，流式细胞术凋亡试验也表明，伊达萨努特林促进了LoVo细胞的凋亡，逆转了USP36和RBM28过表达导致的较低凋亡率。此外，伊达萨努特林显著抑制了LoVo细胞的转移能力，并恢复了USP36和RBM28过表达的促转移作用。总之，这些结果表明，USP36/RBM28通过p53信号通路促进癌变过程，并凸显了伊达萨努特林靶向这一癌变途径的潜力在结直肠癌细胞中。

研究小结

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综上所述，本研究对来自结肠癌患者原发肿瘤和转移部位的大量单细胞进行了全面的遗传分析。单细胞水平分析使研究人员能够比较不同组织的遗传景观，并检查每个样本的组织内异质性。本研究结果支持肝转移和淋巴转移均来源于原发肿瘤内的特定区域，并涉及独立的多克隆细胞簇的迁移。最后，TRPS1可能通过促进上皮-间充质转化促进结肠癌转移性多克隆种植。

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41388-024-03178-y#Sec11

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