2023年12月14日，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院聯(lián)合南昌大學(xué)研究人員在期刊《Cell Death&Disease》上發(fā)表了題為“The deubiquitinating enzyme USP44 suppresses hepatocellular carcinoma progression by inhibiting Hedgehog signaling and PDL1 expression”的研究論文，研究人員發(fā)現(xiàn)了泛素特異性肽酶44 (USP44)，一個去泛素化酶家族的成員，是一個新的HCC進展的調(diào)節(jié)因子。在一系列體外和體內(nèi)實驗中評估USP44的腫瘤抑制功能。通過定量蛋白質(zhì)組學(xué)檢測，研究人員證明USP44通過下調(diào)Hedgehog (Hh)信號通路抑制肝癌PDL1的表達(dá)。綜上所述，USP44可通過調(diào)控Hh信號通路在HCC中發(fā)揮抑癌基因的作用，共同抑制Gli1和PDL1可能是治療HCC的一種有效的新型組合策略。
研究背景
肝細(xì)胞癌(HCC)是全球第三大致死性惡性腫瘤，估計有960000例新發(fā)病例和83萬例死亡?？焖僭鲋澈瓦h(yuǎn)處轉(zhuǎn)移仍然是導(dǎo)致肝癌患者預(yù)后不良的主要原因。盡管手術(shù)切除、化療、射頻消融、經(jīng)動脈化療栓塞、酪氨酸激酶抑制劑或免疫檢查點抑制劑如抗程序性細(xì)胞死亡配體1 (PD1/PDL1)免疫治療等的發(fā)展取得了重大突破，但晚期HCC患者的生存結(jié)局仍令人沮喪。因此，探索HCC進展的潛在分子機制并確定有效的治療策略勢在必行。
去泛素化酶(deubiquitination enzyme, DUBs)是一種蛋白水解酶，通過從底物蛋白中裂解泛素來逆轉(zhuǎn)泛素化介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解。dub的異?？蓪?dǎo)致重要的生理后果，并與多種疾病包括炎癥性疾病、神經(jīng)變性和癌癥相關(guān)。去泛素化酶泛素特異性肽酶44 (ubiquitin-specific peptidase 44, USP44)是泛素特異性蛋白酶家族的一員，位于染色體12q22。近年來發(fā)現(xiàn)USP44參與多種惡性腫瘤的進展。然而，USP44在HCC中的作用和潛在機制仍不清楚。
研究進展
為了評估USP44在體內(nèi)肝癌進展中的作用，研究人員將穩(wěn)定表達(dá)USP44的HCCLM3細(xì)胞移植到裸鼠皮下。與細(xì)胞培養(yǎng)實驗的結(jié)果一致，研究人員發(fā)現(xiàn)與對照組相比，usp44過表達(dá)組的瘤內(nèi)Itch蛋白水平明顯升高，而Gli1的表達(dá)明顯降低。Itch的敲低損害了由USP44過表達(dá)誘導(dǎo)的Gli1瘤內(nèi)表達(dá)的下降(圖1A)。此外，USP44過表達(dá)抑制腫瘤生長，而Itch的下調(diào)減弱了腫瘤生長的下降(圖1B-D)。采用裸鼠原位移植實驗檢測USP44對肝癌轉(zhuǎn)移的影響。USP44過表達(dá)降低了轉(zhuǎn)移潛能，而Itch敲低逆轉(zhuǎn)了USP44過表達(dá)引起的轉(zhuǎn)移潛能下降(圖1E, F)。這些數(shù)據(jù)共同表明，Itch上調(diào)在體內(nèi)USP44過表達(dá)介導(dǎo)的腫瘤生長和轉(zhuǎn)移抑制中發(fā)揮重要作用。
圖1：USP44抑制Hh信號通路介導(dǎo)的肝癌細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移
接下來，研究人員試圖在體內(nèi)驗證Hh信號通路參與USP44對腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的調(diào)節(jié)作用。研究人員檢測了核駐留Gli1突變體對USP44過表達(dá)介導(dǎo)的腫瘤抑制的影響。與上述結(jié)果一致，USP44過表達(dá)抑制了野生型Gli1的瘤內(nèi)蛋白水平，而非突變型Gli1的瘤內(nèi)蛋白水平(圖1G)。此外，USP44的上調(diào)延緩了腫瘤生長和肺轉(zhuǎn)移，而突變型Gli1的引入減弱了USP44過表達(dá)介導(dǎo)的對腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的抑制(圖1h - l)。綜上所述，這些數(shù)據(jù)表明，USP44對Hh通路的調(diào)控作用對抑制體內(nèi)HCC的生長和轉(zhuǎn)移至關(guān)重要。
為了探討USP44-Itch-Gli1-PDL1軸在HCC中的臨床意義及相關(guān)性，研究人員通過免疫組化染色和蛋白質(zhì)印跡法檢測其在HCC組織標(biāo)本中的表達(dá)。在TMA2中，USP44和Itch的高水平以及Gli1和PDL1的低表達(dá)經(jīng)常同時發(fā)生(圖2A, B)。我們還在25個內(nèi)部HCC組織中檢測了USP44、Itch、Gli1和PDL1的蛋白水平，并發(fā)現(xiàn)了一致的結(jié)果(圖2C)。
圖2：GANT61通過靶向Gli1促進PDL1的治療效果
研究人員進一步引入Gli1的抑制劑GANT61。研究結(jié)果確實證實了GANT61和抗-PDL1 mAb聯(lián)合治療的療效。與對照組和單藥治療組相比，GANT61和抗-PDL1 mAb聯(lián)合治療可有效抑制腫瘤生長，延長小鼠存活率(圖2E-G)。此外，在治療期間，不同組小鼠的肝腎功能血清指標(biāo)均無明顯變化，表明該方法對小鼠肝腎功能的損害可能有限。總之，本研究結(jié)果表明，靶向Gli1有效地增強了HCC臨床前模型中的免疫檢查點阻斷。
研究結(jié)論
總之，在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)USP44是一種新的去泛素化調(diào)節(jié)劑，可以抑制HCC中Hh信號和PDL1的表達(dá)。在HCC組織中，USP44的下調(diào)表達(dá)驅(qū)動Hh信號的持續(xù)激活和下游的致癌反應(yīng)。因此，本研究為靶向USP44-Itch-Gli1信號軸干預(yù)HCC提供了新的視角。
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