戴 京, 葉 茂
(湖南大學(xué)生物學(xué)院分子科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙 41000)
腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤的一大惡性特征,也是導(dǎo)致腫瘤治療效果不佳,腫瘤患者死亡率居高不下的重要原因之一。大量的研究表明,腫瘤在轉(zhuǎn)移過(guò)程中通常伴隨著上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)現(xiàn)象的發(fā)生,因此,有效抑制EMT的發(fā)生將為阻止腫瘤的轉(zhuǎn)移提供的可能。EMT是指上皮細(xì)胞失去極性轉(zhuǎn)為間質(zhì)細(xì)胞的過(guò)程,而正是這種極性的喪失為腫瘤的轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)端定植奠定了基礎(chǔ)。大量蛋白質(zhì)分子過(guò)表達(dá)和信號(hào)通路的過(guò)度活化通常會(huì)促進(jìn)EMT的發(fā)生。去泛素化酶利用自身的酶活性以維持這些分子高表達(dá),以及通路的活化進(jìn)而促進(jìn)EMT。以這些去泛素化酶作為可能的治療靶點(diǎn)將為腫瘤的治療提供可能性和有效的治療手段。
泛素是指一種具有76個(gè)氨基酸的小分子多肽,普遍存在于真核生物中,并具有高度的保守性。泛素化修飾是一種重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾。它是泛素分子在一系列的酶的作用下,與靶蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合的修飾過(guò)程。蛋白質(zhì)的泛素化修飾主要有單泛素化修飾和多聚泛素化修飾兩種形式,多聚泛素化修飾包括K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63位的修飾,其中以K48、K63位多聚泛素化修飾研究居多,K48位的多聚泛素化修飾主要發(fā)揮降解和調(diào)控蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的作用,K63位作用主要是介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、參與DNA修復(fù)和調(diào)控蛋白質(zhì)的活性[1]。蛋白質(zhì)泛素化修飾參與調(diào)控包括細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、DNA損傷修復(fù)以及免疫應(yīng)答等在內(nèi)的多種細(xì)胞活動(dòng)[2]。蛋白質(zhì)泛素化降解是泛素化修飾一種常見的作用結(jié)果。真核細(xì)胞內(nèi)80%~85%的蛋白質(zhì)都是通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑進(jìn)行降解[3]。泛素蛋白酶體途徑主要過(guò)程是由ATP供能。泛素活化酶E1將游離的泛素分子活化,即游離的泛素的C端甘氨酸與活化酶E1的半胱氨酸殘基相連;泛素結(jié)合酶E2將活化的泛素分子通過(guò)硫酯鍵結(jié)合到其高度保守的泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域(UBC)的半胱氨酸殘基上,形成E2-泛素復(fù)合物;最后泛素連接E3將泛素分子特異性轉(zhuǎn)移到靶蛋白質(zhì)上,并被26S蛋白酶體識(shí)別和降解[4,5]。
與其他的翻譯后修飾類似,在生物體內(nèi)的泛素化修飾也是一個(gè)被嚴(yán)格調(diào)控的可逆過(guò)程。去泛素化酶(deubiquitinating enzymes, DUBs)能夠移除底物蛋白質(zhì)上的單泛素分子或多聚泛素鏈,逆轉(zhuǎn)泛素化過(guò)程。人類基因組可編碼100多種去泛素化酶,其主要可分為半胱氨酸蛋白酶和金屬蛋白酶兩大類,半胱氨酸蛋白酶可細(xì)分為ubiquitin-specific proteases(USPs)、ubiquitin carboxyl-terminal hydrolases(UCHs)、otubain/ovarian tumor-domain containing proteins(OTUs)、Machado-Joseph disease domain superfamily(MJDs)、motif interacting with Ub-containing novel DUB family(MINDYs)、zinc finger-containing ubiquitin peptidase 1(ZUP1)六大家族;金屬蛋白酶因含有JAMMs結(jié)構(gòu)域而又被稱為JAMM蛋白質(zhì)家族[6]。DUBs除了能夠逆轉(zhuǎn)底物蛋白質(zhì)的泛素化修飾外,還參與泛素鏈的編輯,泛素分子的回收以及泛素前體的加工和成熟[7]。因此,去泛素化酶的異常表達(dá)或活化都會(huì)直接或間接影響相應(yīng)的信號(hào)通路,進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤等多種人體疾病。
EMT是指在特定的生理和病理情況下,上皮細(xì)胞失去極性轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ǖ倪w移能力間質(zhì)細(xì)胞。在此過(guò)程中細(xì)胞表型相關(guān)的標(biāo)志物也發(fā)生了改變,其主要表現(xiàn)為上皮標(biāo)志物E-鈣黏著蛋白(E-cadherin)和角蛋白(cytokeratin)表達(dá)下調(diào),而間充質(zhì)表型標(biāo)志物波形蛋白(vimentin)和N-鈣黏著蛋白(N-cadherin)表達(dá)增加,與此同時(shí)細(xì)胞的形態(tài)由圓形變?yōu)樗笮?,?xì)胞間的連接松散,細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和遷移能力得到顯著的增加。EMT在人體生理或病理?xiàng)l件下表現(xiàn)出重要的意義。根據(jù)EMT所發(fā)生的特定生物學(xué)環(huán)境,可將EMT分為3種亞型[8]。1型EMT與胚胎植入、發(fā)育和器官形成相關(guān)。通過(guò)這種轉(zhuǎn)化,上皮細(xì)胞獲得了能夠在細(xì)胞外基質(zhì)中遷移的表型,并遷移到特定的部位參與組織的形成;2型EMT與組織再生、損傷修復(fù)和器官纖維化相關(guān)。通過(guò)產(chǎn)生纖維細(xì)胞,從而修復(fù)由創(chuàng)傷和炎癥反應(yīng)造成的組織損傷。3型EMT是指惡性腫瘤發(fā)生時(shí),上皮樣細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間質(zhì)樣細(xì)胞的過(guò)程,與腫瘤相關(guān)的表型轉(zhuǎn)化相關(guān)。這些細(xì)胞通常位于腫瘤周邊,通過(guò)EMT獲得局部和全身的侵襲能力,最終導(dǎo)致腫瘤的轉(zhuǎn)移。
EMT與腫瘤的起始、腫瘤干性、腫瘤遷移和轉(zhuǎn)移,以及耐藥等多種惡性行為密切相關(guān)[9-11]。EMT作為腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵事件,絕大部分腫瘤的轉(zhuǎn)移都伴隨著EMT的發(fā)生。EMT過(guò)程涉及細(xì)胞極性的喪失,細(xì)胞間的黏附被破壞以及遷移能力的獲得,這使得腫瘤細(xì)胞的侵襲能力增強(qiáng),為細(xì)胞的轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了條件,從而促進(jìn)細(xì)胞穿過(guò)基底膜進(jìn)入全身循環(huán)系統(tǒng)[12]。上皮細(xì)胞間通過(guò)各種細(xì)胞黏附因子進(jìn)行連接,形成具有極性的細(xì)胞層,并通過(guò)基底膜將細(xì)胞錨定在基質(zhì)表面,使得細(xì)胞被固定[13]。在發(fā)生EMT時(shí),細(xì)胞通常會(huì)高表達(dá)參與細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜降解的相關(guān)蛋白質(zhì),使得原有的組織學(xué)屏障被破壞,便于腫瘤細(xì)胞從原發(fā)灶脫落導(dǎo)致侵襲和轉(zhuǎn)移的發(fā)生。EMT在維持腫瘤的干性中發(fā)揮重要的作用,是導(dǎo)致腫瘤干細(xì)胞和非腫瘤干細(xì)胞間的差異的重要原因[14,15]。在許多的腫瘤中,富含腫瘤干細(xì)胞的亞群常表現(xiàn)出更高的EMT活性,具有很強(qiáng)的成瘤能力,可以隨著腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移而定植于其他的器官形成新的腫瘤灶[16]。EMT與腫瘤的耐藥以及復(fù)發(fā)密切相關(guān),這也是導(dǎo)致患者預(yù)后不良的一個(gè)重要原因。研究發(fā)現(xiàn),在前列腺癌和胰腺癌等多種癌癥,EMT能夠明顯降低藥物的治療功效,其主要原因是EMT與腫瘤耐藥間的信號(hào)通路存在著相互間的串?dāng)_[17]。大部分的化療藥物都是通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用,而EMT能夠驅(qū)動(dòng)腫瘤細(xì)胞抵抗凋亡,使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性[18]。
EMT是一個(gè)動(dòng)態(tài)的細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程,在該過(guò)程中涉及到EMT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(Snail,Twist和ZEB等)和細(xì)胞表面的分子標(biāo)志物以及相關(guān)信號(hào)通路中的多種蛋白質(zhì)表達(dá)水平的變化,而在上皮細(xì)胞中這些蛋白質(zhì)具有不穩(wěn)定性,易被降解。要保證該生物過(guò)程的正常進(jìn)行,去泛素化酶在調(diào)節(jié)這些蛋白質(zhì)穩(wěn)定中發(fā)揮著重要作用(Table 1)。
在細(xì)胞發(fā)生EMT過(guò)程中,細(xì)胞表面多種蛋白質(zhì)表達(dá)水平會(huì)出現(xiàn)顯著變化,這些蛋白質(zhì)被稱為EMT分子標(biāo)志物,主要的分子標(biāo)志物有E-鈣黏著蛋白(E-cadherin)、N-鈣黏著蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(vimentin)等。E-鈣黏著蛋白是一種Ca2+依賴,與細(xì)胞間黏附密切相關(guān)的跨膜蛋白質(zhì),是典型上皮細(xì)胞標(biāo)志物。作為腫瘤抑制者,E-鈣黏著蛋白的表達(dá)缺失會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的去分化和增加腫瘤的侵襲性[19,20]。在上皮細(xì)胞中,Kruppel-like factor 3(KLF3)能夠招募USP47到細(xì)胞連接處,通過(guò)抑制E-鈣黏著蛋白的泛素化,增加其穩(wěn)定性,使得細(xì)胞間連接得以加強(qiáng)[21]。E3泛素連接酶MARCH7能夠調(diào)控E-鈣黏著蛋白和β-聯(lián)蛋白(β-catenin)的表達(dá)。在卵巢癌中,USP7通過(guò)逆轉(zhuǎn)MARCH7自身的泛素化,并穩(wěn)定MARCH7,從而介導(dǎo)E-鈣黏著蛋白和β-聯(lián)蛋白的表達(dá)[22]。波形蛋白是中間絲家族的主要組成部分,在正常的間質(zhì)充細(xì)胞中廣泛表達(dá),而被認(rèn)為是間質(zhì)型細(xì)胞的主要分子標(biāo)志物。波形蛋白在多種腫瘤中過(guò)度表達(dá)并與腫瘤生長(zhǎng),侵襲和預(yù)后不良相關(guān)。波形蛋白表達(dá)的增加已成為EMT發(fā)生的一個(gè)重要標(biāo)志[23]。USP14能夠去泛素化波形蛋白并使其穩(wěn)定,進(jìn)而促進(jìn)胃癌細(xì)胞發(fā)生EMT[24]。在非小細(xì)胞肺癌中,Beclin 1(BECN1)能夠與波形蛋白和USP14相互作用,從而介導(dǎo)USP14對(duì)波形蛋白的去泛素化作用[25]。
EMT分子標(biāo)志物的表達(dá)受到不同轉(zhuǎn)錄因子的嚴(yán)格調(diào)控,這些轉(zhuǎn)錄因子統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)EMT的轉(zhuǎn)錄因子(EMT-TFs),其主要包括Snail、Slug、Twist1、Zinc finger E-box-binding homeobox 1 and 2(ZEB1/2)[26]。EMT-TFs是極不穩(wěn)定的蛋白質(zhì),在蛋白質(zhì)水平上受到泛素蛋白酶體系統(tǒng)的嚴(yán)格控制。Snail和Slug都是Snail家族的主要成員,他們能夠識(shí)別并通過(guò)鋅指結(jié)構(gòu)與E-鈣黏著蛋白的啟動(dòng)子的E-box區(qū)結(jié)合,并招募組蛋白去乙?;负虳NA甲基轉(zhuǎn)移酶等,從而抑制E-鈣黏著蛋白的表達(dá)[27,13]。在IL-6條件下,DUB3能夠?qū)nail和Slug去泛素化,并使二者穩(wěn)定進(jìn)而誘導(dǎo)乳腺癌EMT以及腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移[28,29]。除DUB3外,USP5和USP10、USP20也可以作為Slug的去泛素化酶,參與調(diào)節(jié)Slug穩(wěn)定[30,31]。在不同的條件下,Snail的穩(wěn)定性也受到PSMD14、OTUB1、USP47、USP27X[32]、USP11[33]、USP26[34]、USP37[35]、USP29[36]、USP3[37]和USP1[38]等多種去泛素化酶的調(diào)節(jié)。Twist1是Twist家族成員,具有典型的螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu),它能夠與E-鈣黏著蛋白的啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合,并通過(guò)招募染色質(zhì)修飾物來(lái)抑制其表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)EMT。DUB3除了作為Snail和Slug的去泛素化酶,DUB3也能夠參與調(diào)節(jié)Twsit1的穩(wěn)定,表明DUB3可能是EMT的關(guān)鍵調(diào)控者[29]。此外在三陰性乳腺癌中USP2也能夠調(diào)節(jié)Twist的穩(wěn)定進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌EMT的發(fā)生與增加腫瘤干性[39]。ZEB1和ZEB2隸屬于ZEB蛋白質(zhì)家族,可通過(guò)其鋅指結(jié)構(gòu)與E-鈣黏著蛋白、ZO-1等基因啟動(dòng)子元件近端的E-box區(qū)結(jié)合,調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),促進(jìn)EMT的發(fā)生。此外,ZEB1和ZEB2還能夠活化N-鈣黏著蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)間質(zhì)基因的表達(dá)[13]。研究發(fā)現(xiàn),USP51與COPS5通過(guò)穩(wěn)定ZEB1的表達(dá)促進(jìn)EMT的發(fā)生,導(dǎo)致腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移能力增加[40]。在DNA損傷時(shí),ATM激酶可磷酸化ZEB1,促進(jìn)ZEB1直接與USP7相互作用,增強(qiáng)其去泛素化和穩(wěn)定CHK1的能力,調(diào)控DNA修復(fù)和抗輻射性,表明ZEB1可能是EMT和DNA損傷修復(fù)趨同調(diào)節(jié)者[41]。
EMT是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,例如TGF-β、Wnt/β-catenin等眾多細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑參與EMT過(guò)程。大量研究顯示,一些去泛素化酶通過(guò)靶向于這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的關(guān)鍵蛋白質(zhì),間接調(diào)控腫瘤細(xì)胞EMT發(fā)生。TGF-β是誘導(dǎo)EMT發(fā)生主要刺激因子之一,它能夠通過(guò)SMAD或非SMAD依賴的信號(hào)通路,誘導(dǎo)Snail、ZEB1、Twist等E-鈣黏著蛋白轉(zhuǎn)錄抑制因子的表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。當(dāng)細(xì)胞受到TGF-β刺激后,會(huì)活化Smad2/3與Smad4形成三聚體復(fù)合物并發(fā)生核轉(zhuǎn)位,啟動(dòng)下游Snail和其去泛素化酶USP27X等靶基因的轉(zhuǎn)錄[33]。在正常細(xì)胞中TGF-β信號(hào)也受到反饋機(jī)制調(diào)節(jié),其靶基因Smad7是主要反饋調(diào)節(jié)者,其主要作用機(jī)制是干擾Smad2/3與TGF-βR1受體的結(jié)合,以及招募泛素化酶對(duì)受體進(jìn)行泛素化降解,抑制通路的活化[42]。在腫瘤細(xì)胞中,USP11[43]、OTUD4[44]、USP15[45]、USP4[46]和UCH37[47]、能夠逆轉(zhuǎn)TGF-βR1受體的泛素化,促進(jìn)EMT的發(fā)生和癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。此外,OTUD1和CYLD分別通過(guò)穩(wěn)定TGF-β負(fù)向調(diào)控者Smad7或調(diào)節(jié)其活性,進(jìn)而抑制TGF-β通路的活化,阻止乳腺癌的轉(zhuǎn)移[48-50]。TGF-β通路主要功能行使者Smad2/3與Smad4三聚體復(fù)合物,也受到各種去泛素化酶的調(diào)控。OTUB1、USP15、USP9X和Proteasome 26 S Subunit, Non-ATPase 14(PSMD14)通過(guò)分別穩(wěn)定Smad2/3、Smad4來(lái)調(diào)節(jié)該三聚體的表達(dá)水平,影響下游靶基因的轉(zhuǎn)錄[51-53]。
Wnt/β-catenin信號(hào)通路不僅在胚胎發(fā)育中發(fā)揮了一定的作用,而且與許多人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展也有密切聯(lián)系。在存在Wnt配體情況下,卷曲蛋白(frizzled,F(xiàn)rz)和low-density lipoprotein-related receptors 5 and 6(LRP5/6低密度脂蛋白質(zhì)受體相關(guān)蛋白質(zhì))受體的共激活作用會(huì)阻止破壞復(fù)合物的形成,抑制GSK-3β的活性,從而穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)β-聯(lián)蛋白并最終導(dǎo)致其向核內(nèi)轉(zhuǎn)位,核內(nèi)的β-聯(lián)蛋白作為共轉(zhuǎn)錄激活因子介導(dǎo)C-myc等下游靶基因的廣泛表達(dá),調(diào)節(jié)細(xì)胞干性、增殖以及EMT的發(fā)生等[54]。此外,GSK-3β的活性受到抑制時(shí),其對(duì)轉(zhuǎn)錄因子Snail的磷酸化作用減弱,導(dǎo)致Snail的降解途徑被阻斷,在細(xì)胞核內(nèi)的蓄積增加,進(jìn)而抑制E-鈣黏著蛋白的表達(dá),促進(jìn)EMT的發(fā)生和腫瘤轉(zhuǎn)移[55]。研究發(fā)現(xiàn),UCHL1能夠依賴其去泛素化酶活性來(lái)抑制β-聯(lián)蛋白的降解,誘導(dǎo)EMT,促進(jìn)結(jié)腸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[56,57]。除UCHL1外,UCH37也能夠抑制β-聯(lián)蛋白的降解增加細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力,促進(jìn)細(xì)胞的遷移[58]。在脊椎動(dòng)物發(fā)育早期,UCH37通過(guò)介導(dǎo)Tcf7去泛素化作用,使得β-聯(lián)蛋白能夠與Tcf7結(jié)合,啟動(dòng)下游基因的轉(zhuǎn)錄,使Wnt信號(hào)得到激活[59]。
Table 1 DUBs and EMT
在USP家族中,USP4、USP20也能夠通過(guò)穩(wěn)定β-聯(lián)蛋白,從而參與Wnt/β-catenin通路誘導(dǎo)EMT,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[60,61]。此外在肝癌中β-聯(lián)蛋白的表達(dá)也受到USP9X的調(diào)控[62]。Axis inhibition protein (Axin)是β-聯(lián)蛋白的降解復(fù)合體主要成分,其自身的降解也受到USP34的調(diào)控,表明USP34可以參與Wnt/β-catenin通路的調(diào)節(jié),誘導(dǎo)EMT的發(fā)生[63]。此外在結(jié)腸癌中,USP44通過(guò)穩(wěn)定Axin進(jìn)而抑制Wnt/β-catenin通路的活化而發(fā)揮抑制抑癌的作用[64]。Axin也受到USP25的間接調(diào)控,USP25與鞣酸酶(tankyrases)存在直接的相互作用,促進(jìn)其去泛素化和穩(wěn)定,而鞣酸酶能夠促進(jìn)Axin的降解使得β-聯(lián)蛋白免于泛素化的降解。因此USP25能夠控制鞣酸酶穩(wěn)定性來(lái)調(diào)控Wnt信號(hào)通路[65]。此外,USP7與Ring Finger Protein 220(RNF220)相互作用進(jìn)而控制β-聯(lián)蛋白的穩(wěn)定,活化Wnt信號(hào)通路[66]。有趣的是,近期叢楓等人研究發(fā)現(xiàn),USP7通過(guò)去泛素化并穩(wěn)定Axin,從而抑制Wnt/β-catenin信號(hào),形成這樣悖論的潛在原因可能是由于敲低USP7的表達(dá)使得細(xì)胞內(nèi)的Mouse double minute 2 homolog(MDM2)蛋白迅速降解,導(dǎo)致p53所誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡增加,大量基因異常表達(dá),而產(chǎn)生USP7能夠促進(jìn)Wnt/β-catenin信號(hào)的活化假陽(yáng)性結(jié)果;也可能是由于先前研究所利用的USP7的抑制劑缺乏精準(zhǔn)的靶向性,造成早期的USP7小分子抑制劑可能存在脫靶風(fēng)險(xiǎn),這種脫靶現(xiàn)象在利用相同濃度的USP7早期抑制劑不僅能夠降低Wnt通路活性,而且也使得細(xì)胞增殖受到抑制的實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證;表明早期的USP7的小分子抑制劑的脫靶也是一個(gè)潛在的因素[67]。
Fig.1 The role of deubiquitinating enzymes in TGF-β and Wnt signaling pathways The activation of TGFβ and Wnt pathways promotes EMT by promoting Smad2/3/4 and β-catenin to enter the nucleus to regulate the transcription of EMT-related genes. DUBs affect the activation of this pathway by regulating related molecules and EMT
去泛素化酶通過(guò)各種方式廣泛參與EMT過(guò)程,介導(dǎo)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。大部分的DUBs都存在多底物的情況,因此研發(fā)靶向于特定DUBs的藥物,能夠達(dá)到類似于多靶點(diǎn)治療的效果,這或許為腫瘤的治療提供一個(gè)新的策略。目前通過(guò)靶向于DUBs來(lái)抑制EMT和腫瘤的遷移與轉(zhuǎn)移的小分子抑制劑已經(jīng)取得部分進(jìn)展。例如芒柄花黃素(formononetin)能夠與USP5結(jié)合,并抑制其對(duì)Slug去泛素化的活性,從而阻礙了EMT和肝細(xì)胞癌的惡性進(jìn)展[30]。DUB3可能作為EMT的關(guān)鍵調(diào)控者之一,WPI130、Patrin-2、PD033299等多個(gè)抑制劑直接或間接作用于DUB3活性與表達(dá),進(jìn)而抑制EMT的發(fā)生[29,68,69]。除DUB3外,WPI130還可以作為USP5、USP9X、USP14、UCH37、UCHL1等多個(gè)去泛素化酶的靶向抑制劑[70]。USP14在腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及轉(zhuǎn)移過(guò)程中都發(fā)揮重要的作用,因此也已研發(fā)Tricyclics、Azepan-4-ones、IU-1和IU1-147等多個(gè)針對(duì)USP14的小分子抑制劑[71]。此外Mitoxantrone能夠有效抑制USP11的活性,從而阻礙TGF-β誘導(dǎo)下EMT的發(fā)生[72]。由于DUBs存在著多底物的特征,因此對(duì)于靶向于DUBs小分子藥物的研發(fā),這意味著我們需要對(duì)于相應(yīng)的DUBs作用機(jī)制以及作用的底物有足夠認(rèn)識(shí)。目前對(duì)于DUBs作用底物的篩選通常依賴于質(zhì)譜技術(shù),這可能存在一定程度的假陽(yáng)性,增加篩選過(guò)程的復(fù)雜性,因此,提高質(zhì)譜技術(shù)的精密度,能夠有效的獲取到相應(yīng)的DUB作用的底物,或者對(duì)開發(fā)更為高效的底物篩選策略具有重要意義。雖然眾多的DUBs的底物被發(fā)現(xiàn),但是對(duì)于不同的DUB識(shí)別和作用底物是否依賴于特定的基序的機(jī)制或規(guī)律,并未像部分泛素連接酶或激酶那樣得到系統(tǒng)性的解決。盡管對(duì)于DUBs的分子結(jié)構(gòu)有較為清晰的認(rèn)識(shí),但DUBs在不同的條件下或者作用于不同底物通常存在著變構(gòu)現(xiàn)象,這也為開發(fā)相應(yīng)的靶向小分子藥物提出了更大的挑戰(zhàn)。此外,DUBs廣泛參與腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移等各項(xiàng)生命活動(dòng),然而目前僅有一小部分的DUBs在其中得到較為廣泛的研究,因此對(duì)于更多的DUBs進(jìn)行更為廣泛的研究顯得十分有必要。泛素化修飾作為蛋白質(zhì)一種重要的翻譯后修飾,與其他的翻譯后修飾存在著相互的串?dāng)_,而DUBs在不同的翻譯后修飾之間的功能作用還依舊不清楚,其他的翻譯后修飾對(duì)于DUBs活性的調(diào)節(jié),以及底物的識(shí)別機(jī)制也認(rèn)識(shí)不足。蛋白質(zhì)的泛素化修飾、在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)非穩(wěn)定性方面也具有重要的作用,并且與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),然而DUBs在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)非穩(wěn)定性方面的研究仍相對(duì)較少,因此增加該方面的研究,這將有利于全面認(rèn)識(shí)DUBs的生物學(xué)功能。DUBs在腫瘤EMT過(guò)程發(fā)揮著重要的作用,靶向于DUBs抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移將更為腫瘤治療提供新的治療手段和方案,從而有效的推動(dòng)腫瘤的治療。
中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)2022年6期