Designer polyQ 融合蛋白：调控 P53 功能的新策略

为解决 USP7 和 HDM2 过表达导致 P53 失活难题，研究人员设计 polyQ 融合蛋白，调节 P53 功能，有治疗疾病潜力。

　　在生命的微观世界里，细胞的正常运作就像一场精密的交响乐演奏，而蛋白质则是这场演奏中不可或缺的 “乐手”。然而，在肿瘤的 “阴霾” 笼罩下，一些蛋白质的异常行为却打破了这场演奏的和谐。约三分之二的人类肿瘤与 P53（一种重要的肿瘤抑制蛋白）的抑制和细胞内降解密切相关。其中，泛素特异性蛋白酶 7（USP7）和小鼠 / 人类双微体 2 同源物（MDM2/HDM2）在这个过程中扮演了 “破坏者” 的角色，它们的过表达会使 P53 信号通路失活，进而促进肿瘤细胞的生长和扩散。

传统的抑制 USP7 和 HDM2 以重新激活 P53 功能的策略面临诸多挑战，就像在迷雾中摸索前行，难以找到准确的方向。为了攻克这一难题，中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所 RNA 创新科学与工程重点实验室等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究，相关成果发表在《iScience》杂志上。

研究人员巧妙地利用多聚谷氨酰胺（polyQ）序列和与靶蛋白相互作用的肽段，设计构建了一系列 polyQ 融合蛋白。他们希望通过这些融合蛋白，像 “分子捕手” 一样，特异性地捕获 USP7 和 / 或 HDM2，减少它们在细胞内的可用性，从而调节 P53 的稳定性和功能。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。免疫沉淀（IP）技术帮助他们检测蛋白之间的相互作用，就像是在复杂的分子网络中找到特定的 “连接点”；免疫荧光成像技术则如同给细胞装上了 “荧光显微镜眼”，让他们能够直观地观察到蛋白在细胞内的定位和聚集情况；定量 RT-PCR（qPCR）技术则可以精确测量基因表达水平的变化，为研究提供了关键的数据支持 。

研究结果令人振奋。首先，在 polyQ 融合蛋白的设计与筛选方面，研究人员构建了基于 Atx7₉₃₀-N172 等的融合蛋白，通过共免疫沉淀和上清 / 沉淀（S/P）分馏等实验发现，含有 IRF 序列的融合蛋白能特异性地与 USP7 相互作用，并将其沉淀到细胞的特定部分，其中 Atx7₉₃₀-N172 被认为是适合融合相互作用肽以特异性捕获 USP7 的 “核心部件”。

接着，在对细胞内蛋白的影响研究中，研究人员发现 polyQ-IRF 融合蛋白可以将内源性 USP7 和 HDM2 聚集到一起，且不改变它们的总表达水平，但会降低其在细胞内的溶解性和可用性。这就好比把 “捣乱分子” 聚集起来，限制它们的活动范围，从而减少对细胞正常功能的干扰。

进一步探究对 P53 稳定性的影响时，研究人员发现不同的 polyQ-IRF 融合形式对 P53 稳定性的影响各不相同。Atx7₉₃₀-N172-IRF 能显著降低 P53 的泛素化水平，提高 P53 的稳定性，而 Atx7₉₃₀-N172-3IRF 则对 P53 稳定性影响较小，甚至在高剂量时会使 P53 水平略有下降。这表明 USP7 在调节 P53 稳定性方面具有双重作用，就像一把双刃剑，其具体影响取决于多种因素。

在对 P53 下游基因的影响研究中，研究人员发现 Atx7₉₃₀-N172-IRF 可以显著增加 P53 下游基因 PUMA 和 P21 的表达，而 Atx7₉₃₀-N172-3IRF 的影响则较小。这进一步证实了不同融合蛋白对 P53 信号通路的调节作用存在差异。

此外，研究人员还构建了 polyQ-PMI 融合蛋白，发现它能直接将 HDM2 捕获到聚集体中，抑制 HDM2 对 P53 的泛素化作用，增强 P53 的稳定性，激活 P53 信号通路，促进 PUMA 和 P21 等下游基因的表达，为肿瘤治疗提供了新的思路。

综合来看，这项研究成功开发了一种 polyQ 融合技术，能够有效调节 USP7/HDM2 的生物学功能，增强 P53 的稳定性。这一成果为肿瘤治疗提供了一种全新的策略，具有巨大的潜在应用价值。然而，目前该研究仅在细胞模型中进行，在动物模型中的研究数据还比较缺乏，未来还需要进一步研究该技术在体内的疗效、药代动力学以及潜在的免疫反应等问题。同时，如何减少 polyQ 融合蛋白的脱靶效应、优化其结构以提高治疗效果和安全性，也是未来研究需要重点关注的方向。相信在研究人员的不断努力下，这一创新技术将为肿瘤治疗带来新的希望，在生命科学和健康医学领域发挥重要作用。