寫在前面

? ? ? ?今天推薦的是由浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院及第一附屬醫(yī)院團隊在2020年10月發(fā)表于Cell Proliferation（IF：5.243，JCR 2區(qū)）的一篇文章，通訊作者是Lanjuan Li教授，研究表明USP1參與調(diào)控肝癌的腫瘤進展，是一個很有前景的治療靶點，具有良好的預(yù)后價值。

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研究背景

? ? ? ?原發(fā)性肝癌具有很高的死亡率，仍是全球性的健康挑戰(zhàn)，其中肝細胞癌（HCC）最為常見。目前肝癌的治療重點主要是早期診斷，轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的預(yù)防等，但晚期患者的治療選擇仍然有限。因此，進一步了解HCC的腫瘤發(fā)生和發(fā)展機制以及尋找新的治療靶點仍是當前研究的重點。

? ? ? ? ?近年來，越來越多的證據(jù)揭示了泛素化在腫瘤發(fā)生中的關(guān)鍵作用，泛素化可能抑制或促進癌癥的發(fā)生與發(fā)展。去泛素化酶通過去除泛素分子來介導(dǎo)底物去泛素化，從而防止底物蛋白被降解。人類基因組中共有100多種去泛素酶，包含泛素特異性蛋白酶（USP）、泛素C末端水解酶、卵巢腫瘤蛋白酶等。如果去泛素化酶的底物起抑癌作用，則去泛素酶會阻止其被降解并起抑癌作用，但如果它們的底物是腫瘤促進因子，那么去泛素酶將抑制其被降解并促進腫瘤發(fā)展。因此，靶向去泛素酶是HCC的一種潛在的新型治療方法。

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摘要部分

? ? ? ?在本研究中，作者使用多種信息學(xué)工具來研究USP1在HCC中的表達譜和其對HCC的預(yù)后意義。作者發(fā)現(xiàn)USP1在HCC中高表達并且與腫瘤的免疫浸潤呈正相關(guān)，揭示USP1作為肝癌治療的新靶點。此外，作者還通過分析USP1及其輔助因子WDR48的基因，探討了USP1在HCC中的潛在分子機制。研究發(fā)現(xiàn)USP1和WDR48可以共同通過細胞周期調(diào)控癌細胞增殖。這項研究的結(jié)果可能會提高我們對USP1在HCC中的認識。

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研究內(nèi)容

1.USP1在肝癌中高表達

? ? ? ?在Oncomine數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)挖掘后，作者發(fā)現(xiàn)USP1的mRNA表達在許多類型的癌癥中都升高了，例如肝癌，肉瘤和膀胱癌。多個數(shù)據(jù)庫的分析結(jié)果表明，與正常組織相比，USP1的表達在肝癌組織中顯著上調(diào)。作者也使用HPA數(shù)據(jù)庫分析了USP1蛋白的表達，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)類型的癌癥均表現(xiàn)出USP1染色陽性。在正常肝中未檢測到USP1，在HCC肝中顯示弱至中度的USP1染色。

? ? ? ?為提高結(jié)果的可靠性，作者使用UALCAN數(shù)據(jù)庫進一步驗證USP1的高表達。分析發(fā)現(xiàn)，與正常樣品（n=50）相比，LIHC樣品（n=371）中USP1的mRNA表達升高，并且USP1在肝癌的不同亞組中也被上調(diào)。另外，作者根據(jù)癌癥分期和腫瘤等級進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)USP1在1-3期和1-4級中有過表達的現(xiàn)象。

?研究結(jié)論：USP1在肝癌中的表達水平普遍較高，并且USP1的高表達與HCC的腫瘤進展密切相關(guān)。

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2.USP1對HCC患者的預(yù)后意義? ? ?

? ? ? ?為探究USP1是否可以作為HCC患者的預(yù)后標志，作者借助Kaplan-Meier繪圖儀數(shù)據(jù)庫評估USP1在HCC患者中的預(yù)后意義（n=364）。分析發(fā)現(xiàn)，USP1高表達與HCC患者低的總體存活率（OS）、無復(fù)發(fā)存活率（RFS）、無轉(zhuǎn)移存活率（PFS）以及疾病特異性存活率（DSS）相關(guān)。此外，USP1高表達還與非飲酒的亞洲男性HCC患者的總體存活率差有關(guān)，但與飲酒的白人女性HCC患者則不相關(guān)。對于肝炎或非肝炎病毒感染的患者，USP1高表達預(yù)示其生存率較差。

研究結(jié)論：USP1的高表達與肝癌患者預(yù)后不良有關(guān)。

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3.HCC中USP1的突變

? ? ? ?作者利用cBioPortal數(shù)據(jù)庫評估了USP1在HCC中的突變頻率。研究發(fā)現(xiàn)，USP1在肝癌體細胞中的突變頻率為0.3％，主要由錯義突變組成。此突變頻率相對較低，作者未能找到USP1突變與HCC患者預(yù)后之間的關(guān)系。此外，另一個數(shù)據(jù)庫COSMIC顯示大約44.44％的樣本發(fā)生錯義替換，11.11％的樣本中發(fā)生同義替換，11.11％的樣本中發(fā)生移碼缺失。

?研究結(jié)論：USP1在HCC中主要發(fā)生錯義突變，但也有不少的移碼缺失和同義替換。

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4.USP1表達與肝癌免疫浸潤的關(guān)系

? ? ? ?作者通過TIMER數(shù)據(jù)庫探究USP1表達與免疫浸潤的關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn)，USP1表達與所有六種免疫浸潤，尤其是嗜中性粒細胞和巨噬細胞浸潤呈顯著正相關(guān)。此外，作者還分析了USP1表達與相關(guān)免疫細胞基因markers之間的相關(guān)性。與上述結(jié)果一致，USP1與幾乎所有選定的免疫細胞markers都有顯著正相關(guān)性。其中，排名前五的markers是GATA3，CCR8，STAT5B，BDCA-4和STAT1。

研究結(jié)論：USP1在肝癌進展中與免疫浸潤過程密切相關(guān)。

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5.WDR48高表達與USP1相關(guān)并預(yù)示肝癌患者預(yù)后不良

? ? ? ?為揭示USP1的輔助因子WDR48在肝癌中的作用，作者評估了其表達和預(yù)后意義。通過分析UALCAN數(shù)據(jù)庫，作者發(fā)現(xiàn)WDR48也在HCC中顯著過表達，且其在肝癌中的表達與USP1正相關(guān)。作者還發(fā)現(xiàn)WDR48的高表達與HCC患者低的總體生存率和無復(fù)發(fā)生存率有關(guān)。

?研究結(jié)論：WDR48的高表達與USP1有關(guān)，且往往與HCC患者較低的生存率相關(guān)。

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6.肝癌中與USP1和WDR48相關(guān)的差異基因

? ? ? ?接下來，LinkedOmics數(shù)據(jù)庫被用于鑒定HCC中與USP1和WDR48相關(guān)的差異基因?；赟pearman檢驗，作者鑒定出了一些差異表達基因。熱圖展示了前50個正相關(guān)（r>0）和前50個負相關(guān)（r<0）的基因。

? ? ? ?根據(jù)Spearman檢驗，作者決定選擇系數(shù)>0.4的正相關(guān)基因，結(jié)果共選擇了與USP1正相關(guān)的1175個基因和與WDR48正相關(guān)的199個基因。在這些基因中，有98個基因與USP1和WDR48都呈正相關(guān)，于是進一步分析這些基因。作者將98個差異表達的基因輸入到STRING和Cytoscape中以構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)，并使用DAVID進行GO和KEGG富集分析。KEGG結(jié)果顯示，共表達的基因主要參與細胞周期、醛固酮合成與分泌以及雌激素信號通路。

研究結(jié)論：數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，有98個基因的表達與USP1和WDR48都呈正相關(guān)。這些共表達的基因主要參與了細胞周期、醛固酮合成與分泌以及雌激素信號通路。

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7.HCC中hub基因的鑒定及其預(yù)后價值

? ? ? ?作者通過MCODE識別了PPI中最重要的群集，并用cytoHubba確定了前十個中心基因。GO分析結(jié)果表明，諸如染色質(zhì)重塑，共價染色質(zhì)修飾和染色質(zhì)結(jié)合之類的生物學(xué)過程受到了顯著影響。然后，在Kaplan-Meier Plotter中評估了hub基因?qū)︻A(yù)后的意義。有七個基因（BPTF，SETD2，SMARCC1，UBXN7，SMC3，PBRM1和SF3B1）的高表達與較低的總生存率顯著相關(guān)，而其他三個基因則未顯示出顯著相關(guān)性（ATRX，SIN3A和USP34）。

研究結(jié)論：在10個鑒定出的hub基因中，7個基因的高表達與較低的總生存率顯著相關(guān)，而其他三個基因則無明顯相關(guān)性。

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8.在HCC細胞系中驗證USP1和WDR48的相互作用

? ? ? ?作者發(fā)現(xiàn)USP1和WDR48的蛋白質(zhì)水平在MHCC97H和SK-Hep-1的HCC細胞系中都高表達。然后，作者用siRNA敲低了這些細胞系中的USP1，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在MHCC97H和SK-Hep-1細胞中USP1的敲低顯著降低了WDR48的水平。作者最后利用特定的USP1抑制劑ML-323進行下一步實驗。經(jīng)50μmol/L ML-323處理24小時后，USP1和WDR48在MHCC97H和SK-Hep-1細胞中表達水平均有下調(diào)。此外，作者用免疫共沉淀法在HCC細胞系中進行檢測，結(jié)果表明USP1與WDR48有相互作用。

研究結(jié)論：HCC細胞系中USP1和WDR48之間有相互作用。USP1敲低會降低WDR48的表達水平。

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9.轉(zhuǎn)染SiRNA-USP1或ML-323處理可抑制HCC細胞增殖

? ? ? ?作者在以下實驗中探索了USP1在HCC細胞增殖中的作用。結(jié)果表明，USP1基因敲低可以顯著抑制MHCC97H和SK-Hep-1細胞的增殖。USP1敲低后，作為USP1/WDR48的細胞靶點之一的增殖細胞核抗原（PCNA）水平顯著降低。此外，USP1敲低還降低了細胞周期蛋白D1和E1的表達水平，從而通過細胞周期停滯抑制了肝細胞的生長。此外，ML-323處理也降低了PCNA，cyclinD1和cyclin E1的表達水平。

?研究結(jié)論：靶向USP1可以抑制HCC細胞的增殖。

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結(jié)論與討論

? ? ? ?在這項研究中，作者發(fā)現(xiàn)USP1在肝癌(HCC)中的高表達可能預(yù)示著患者的預(yù)后不良，這表明USP1可作為HCC治療的新潛力靶點。研究發(fā)現(xiàn), USP1及其輔因子WDR48通過去泛素化和穩(wěn)定其底物而參與HCC的腫瘤發(fā)展，其潛在的底物基因主要富集于細胞周期、醛固酮的合成與分泌以及雌激素信號通路。進一步的研究表明，靶向USP1可以通過細胞周期停滯抑制肝癌細胞的增殖。

Thank you!

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原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.12908

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