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摘要肺癌的全球发病率和死亡率居各类癌症首位，是世界范围内重大的公共卫生挑战。根据组织病理学的不同，肺癌分为小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC)两大类，占比分别为15％和85％。大量流行病学研究表明，吸烟、空气污染等环境致癌因素和个体本身对肺癌的遗传易感性是肺癌的主要病因。肺癌的发生发展涉及一系列分子生物学异常事件，其中原癌基因的不恰当激活和抑癌基因的功能失活最为关键。目前在人体内已累计鉴定了几十个肺癌相关基因，新的具有促癌或抑癌功能的基因仍在不断被发现。<br>　　泛素和泛素样蛋白是机体内重要的翻译后修饰因子，其通过一个ATP依赖的三酶级联反应体系对底物蛋白进行修饰，参与DNA损伤修复、蛋白分选和转运、昼夜节律控制、炎症反应和免疫应答等各项生命活动。泛素化信号通路也常与26S蛋白酶体组成泛素蛋白酶体系统(UPS)，通过选择性分解代谢机制和精确的蛋白质量控制(PQC)，维持细胞的自稳状态。泛素化途径受到严格的时空调控，一旦底物蛋白修饰失调或者通路偶联机制发生突变，则会引发新陈代谢疾病、神经退行性疾病、心血管疾病、恶性肿瘤等众多人类常见重大疾病。<br>　　为了系统研究泛素相关基因在肺癌发病和进展中的作用，我们利用靶向696个UPS基因的siRNA文库，在两种NSCLC细胞系中初步鉴定了11个候选的潜在抑癌基因。利用TCGA数据库进行表达分析和生存期分析后，发现UBL3、TRIM22、UBE2G2、MARCH1这4个基因在癌组织中的表达显著低于癌旁组织，且与患者中位总生存期和预后正相关。其中UBL3的差异最为显著，因此锁定UBL3为重点研究的候选基因。UBL3属于泛素样蛋白家族(Ubl)，也通过翻译后修饰来发挥生物学功能。在已知的UBL3功能中，研究最广泛的当属UBL3化修饰介导的外泌体蛋白分选。UBL3与癌症的关系也偶有报道，但其在肺癌中的研究极少。为探究UBL3在非小细胞肺癌中的功能和作用机制，我们首先利用TCGA和Oncomine数据库进行了数据挖掘和分析整合。结果显示，肿瘤组织中UBL3的表达水平显著低于正常肺组织。利用实验室已有的86例NSCLC患者标本进行表达验证，发现UBL3在癌组织中的表达确实显著低于癌旁组织，同时也与性别、吸烟史、TNM分期、预后等主要临床参数相关。我们随后在细胞和动物水平上验证了UBL3的功能，发现敲低UBL3会促进肺癌细胞的增殖和迁移，而在体内过表达UBL3会抑制肿瘤的生长。为阐明UBL3抑癌的分子机制，我们对敲低UBL3的A549蛋白样品进行了定量蛋白质组学分析，从得到的5684个差异表达蛋白中筛选出了变化最显著的38个。根据功能和通路富集分析结果，结合差异表达程度、生物学意义等，我们选取了20个蛋白进行重点验证。多次实验后，发现AGR2的蛋白水平变化趋势与组学分析结果一致，同时AGR2能与UBL3发生免疫共沉淀。但二者结合后是否发生了UBL3化修饰、与体内外抑癌功能有无关联、还有哪些差异蛋白参与其中、具体涉及了怎样的信号通路等机制问题，还需进一步深入研究。<br>　　综上所述，我们在肺癌中研究了UBL3的功能并首次证明UBL3在非小细胞肺癌中发挥了抑癌基因的作用，提示UBL3或能作为肺癌的潜在治疗靶点并用于患者临床结局的预测。同时，我们的定量蛋白质组学分析不失为UBL3抑癌机制研究的一次有益尝试，为后续工作奠定了坚实基础。