N6-甲基腺苷修饰USP15通过AKT/mTOR通路调控LGALS3稳定性促进肝癌干细胞特性及乐伐替尼耐药性的机制研究

本研究针对肝癌（HCC）治疗中乐伐替尼耐药性及肿瘤干细胞特性调控机制不明的关键问题，通过多组学分析发现去泛素化酶USP15在肝癌中高表达且与不良预后相关。研究人员揭示USP15通过去泛素化修饰稳定LGALS3蛋白，激活AKT/mTOR信号通路，进而促进肝癌干细胞特性、增殖及耐药性；同时发现METTL3介导的m6A甲基化修饰通过增强USP15 mRNA稳定性维持其高表达。该研究为肝癌靶向治疗提供了新靶点，发表于《Cell Death Discovery》。

　　

肝癌是全球死亡率排名第三的恶性肿瘤，其五年生存率不足20%，晚期患者常因耐药性导致治疗失败。乐伐替尼作为一线靶向药物，耐药机制复杂且与肿瘤干细胞特性密切相关。去泛素化酶USP15在多种癌症中呈现"双刃剑"作用，但其在肝癌中的调控网络和临床意义尚存争议。吉林大学第二医院的研究团队通过52例肝癌临床样本的多组学分析，结合体内外功能实验，首次阐明USP15-LGALS3-AKT/mTOR轴在肝癌恶性进展中的核心作用，并揭示表观遗传修饰层级的调控机制，相关成果发表于《Cell Death Discovery》。

研究采用临床样本高通量测序、免疫组化、qRT-PCR和Western blot验证USP15表达特征；通过慢病毒转染构建USP15敲低/过表达细胞模型，结合sphere formation、CCK-8和裸鼠成瘤实验评估干细胞特性与耐药性；利用质谱、Co-IP和泛素化实验验证USP15-LGALS3互作；采用MeRIP-qPCR和放线菌素D实验解析m⁶A修饰对USP15的调控。

表达特征与临床意义
分析52对肝癌组织发现USP15在癌组织中显著高表达（图1A-E），且与TNM分期、微血管浸润正相关，与患者总生存期负相关（图1F-G）。GEPIA数据库验证USP15高表达预示不良预后。

干细胞特性调控
在Huh-7/HCC-LM3细胞中敲低USP15后，干细胞标志物（CD133/EPCAM/SOX2）表达下降，sphere形成能力减弱；反之Hep-3B过表达USP15后表型逆转（图2A-F），证实USP15维持肝癌干细胞特性。

增殖与耐药机制
乐伐替尼处理下，USP15敲低细胞克隆形成率和存活率显著降低（图3A-D）。裸鼠实验显示Huh7-shUSP15移植瘤体积较野生型缩小50%以上（图4A-C），证实USP15通过增强AKT/mTOR通路活化促进耐药（图6H-I）。

分子互作网络
质谱与Co-IP揭示USP15直接结合半乳糖凝集素LGALS3（图5D-E），通过去泛素化修饰延长其半衰期（图7A-C）。双基因回补实验证实LGALS3介导USP15的促癌功能（图6B-G）。

表观遗传调控
METTL3介导的m⁶A修饰增强USP15 mRNA稳定性（图8G-I），其表达与USP15水平正相关（图8D-F），构成"METTL3-m⁶A-USP15-LGALS3-AKT/mTOR"级联通路。

该研究首次阐明USP15在肝癌中的致癌作用受m⁶A表观调控，揭示去泛素化修饰LGALS3并激活AKT/mTOR通路的新机制。不仅为肝癌耐药提供诊断标志物（USP15/LGALS3），更提出靶向METTL3-USP15-LGALS3轴的联合治疗策略。值得注意的是，USP15在胰腺癌中却表现抑癌作用，这种组织特异性调控机制值得后续探索。研究局限性在于未纳入乐伐替尼治疗患者的临床样本验证，且AKT/mTOR通路的具体激活节点需进一步解析。