近日，汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院李恩民教授/許麗艷研究員帶領(lǐng)的食管癌分子病理課題組首次探究了胞質(zhì)分裂蛋白Anillin（ANLN）在食管癌中的作用及臨床意義，并且將USP10鑒定為ANLN新的去泛素化酶。該研究為食管癌治療提供了新靶點(diǎn)和候選化合物。相關(guān)研究在線發(fā)表于《細(xì)胞死亡與分化》。

泛素化系統(tǒng)通常介導(dǎo)底物蛋白降解，其中E3連接酶和去泛素化酶大多具有底物識(shí)別的特異性，因此有望從中開(kāi)發(fā)治療靶點(diǎn)。盡管泛素化修飾在有絲分裂中的作用已基本確立，但對(duì)去泛素化知之甚少。ANLN是一種有絲分裂相關(guān)蛋白，通過(guò)招募收縮環(huán)組分如RhoA，F(xiàn)-actin和myosin II等促進(jìn)胞質(zhì)分裂。ANLN在G2/M期表達(dá)最高并在有絲分裂退出時(shí)被E3連接酶APC/C-Cdh1降解。然而，尚不清楚ANLN的泛素化與癌癥發(fā)展的關(guān)系，也沒(méi)有報(bào)道ANLN是否被去泛素酶調(diào)控；ANLN在食管癌中的作用也尚不清楚。

在該項(xiàng)工作中，研究人員首先通過(guò)數(shù)據(jù)集和臨床樣本等大量證據(jù)支持ANLN在食管癌進(jìn)展中的重要性，并發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的ANLN促進(jìn)食管癌細(xì)胞的分裂與增殖。接著，蛋白質(zhì)譜技術(shù)鑒定了ANLN的相互作用蛋白組，并發(fā)現(xiàn)了一些潛在的ANLN去泛素化酶。他們通過(guò)免疫共沉淀和pull down實(shí)驗(yàn)證實(shí)去泛素化酶USP10與ANLN相互作用，USP10可移除ANLN的K11和K63多聚泛素化鏈從而增強(qiáng)ANLN的蛋白穩(wěn)定性。

然后，研究人員使用細(xì)胞周期同步化，流式細(xì)胞術(shù)和免疫熒光等證實(shí)USP10穩(wěn)定ANLN以控制M/G1期轉(zhuǎn)換和收縮環(huán)的正確定位。深入的機(jī)制研究中，進(jìn)一步證實(shí)了USP10，Cdh1與ANLN在體內(nèi)外形成一個(gè)大的復(fù)合物，且USP10和Cdh1的結(jié)合不依賴于ANLN的蛋白水平，表明了一種非競(jìng)爭(zhēng)式結(jié)合的分子模型。USP10和Cdh1互相平衡ANLN的泛素化和蛋白水平以促進(jìn)有絲分裂進(jìn)程。

研究人員還通過(guò)分析食管癌組織樣本發(fā)現(xiàn)USP10和ANLN的表達(dá)呈正相關(guān)，且均與患者的不良預(yù)后相關(guān)。這些結(jié)果提示，USP10-ANLN軸是食管癌進(jìn)展中的關(guān)鍵因子。最后，他們通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù)手段，將一種從中國(guó)本土鏈霉菌FIM-04-806的發(fā)酵產(chǎn)物中分離的天然化合物F806，鑒定為USP10-ANLN軸的潛在抑制劑。F806在動(dòng)物和細(xì)胞水平均抑制ANLN蛋白表達(dá)并促進(jìn)其泛素化降解；使用Ub-VS和Ub-AMC等探針證明F806能有效抑制USP10去泛素化酶活性；表面離子共振技術(shù)（SPR）也鑒定了F806能直接結(jié)合USP10。F806通過(guò)抑制USP10-ANLN軸顯著延遲了食管癌細(xì)胞的有絲分裂進(jìn)程。

該研究揭示了一個(gè)新穎的胞質(zhì)分裂調(diào)控軸，這為食管癌的治療和藥物研發(fā)提供了新見(jiàn)解。

上述研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金、廣東省教育委員會(huì)基金、廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)基金、李嘉誠(chéng)基金會(huì)（交叉研究項(xiàng)目）等多個(gè)項(xiàng)目的大力支持。汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院曹宇飛博士為該論文第一作者，謝雷助理研究員為共同第一作者，許麗艷、李恩民為通訊作者。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41418-022-01104-x

來(lái)源：《細(xì)胞死亡與分化》