USP25通过去TAB2泛素化改善头颈鳞癌免疫抑制微环境的机制与意义

《Cell Death Discovery》：USP25 attenuates the immunosuppressive tumor microenvironment via the deubiquitination of TAB2 in head and neck squamous cell carcinoma

本文聚焦头颈鳞癌（HNSCC）免疫抑制微环境（TIME）的调控难题，研究人员围绕去泛素化酶USP25开展系列研究，发现其通过去TAB2的K63泛素化抑制MAPK通路及IL-6分泌，从而减少髓系来源抑制细胞（MDSC）募集并增强CD8+ T细胞功能。该研究揭示了USP25增强抗PD-1疗效的新机制，为HNSCC免疫治疗提供了潜在靶点。

　　

头颈癌是全球第六大常见癌症，其中头颈鳞状细胞癌（HNSCC）占90%以上。多数患者确诊时已属晚期，生存率低且易发生转移。近年来，免疫检查点阻断（ICB）疗法为晚期HNSCC患者带来了希望，但仅有少数患者对其产生应答，这种治疗抵抗很大程度上归因于免疫抑制性肿瘤微环境（TIME）的存在。TIME是一个由肿瘤细胞与免疫细胞相互作用形成的复杂生态系统，其中髓系来源抑制细胞（MDSC）等抑制性细胞通过阻碍T细胞功能促进免疫逃逸。因此，阐明HNSCC免疫逃避的分子机制，寻找改善TIME、增强免疫治疗应答的策略至关重要。

蛋白质泛素化是一种重要的翻译后修饰，而这一过程可被去泛素化酶（DUBs）逆转。泛素特异性蛋白酶25（USP25）作为一种DUB，在多种癌症中异常表达并与预后相关，但其在TIME中的作用尚不明确。发表在《Cell Death Discovery》的一项研究，首次深入揭示了USP25通过调控TAB2去泛素化改善HNSCC免疫抑制微环境的关键作用及机制。

研究人员综合利用生物信息学分析、组织微阵列（TMA）、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、体外细胞功能实验、小鼠荷瘤模型等多种技术方法。临床样本来源于郑州大学附属肿瘤医院。关键实验技术包括免疫组织化学（IHC）、多重免疫组化（mIHC）、蛋白质免疫印迹（IB）、免疫共沉淀（Co-IP）、酶联免疫吸附试验（ELISA）、流式细胞术（FC）以及体内动物实验评估抗PD-1疗效。

结果

USP25低表达预示HNSCC患者不良预后

通过对癌症基因组图谱（TCGA）和基因表达综合（GEO）数据库的分析，研究人员筛选出12个在HNSCC中差异表达的DUBs，其中USP25是唯一一个低表达与患者总生存期缩短显著相关的DUB。在临床组织样本和多种HNSCC细胞系中，USP25的mRNA和蛋白水平均显著低于正常对照。此外，在4-硝基喹啉-N-氧化物（4-NQO）诱导的小鼠HNSCC模型中，USP25表达随着肿瘤恶性进展（从正常组织、异常增生到癌，并伴有淋巴结转移）而逐渐降低。有趣的是，体外实验发现，USP25的过表达或敲低并不直接影响HNSCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力，提示USP25可能通过影响肿瘤微环境而非直接作用于肿瘤细胞本身来发挥功能。

USP25低表达与免疫抑制性TIME相关

scRNA-seq数据分析显示，与USP25高表达组相比，USP25低表达的HNSCC肿瘤中，细胞毒性T细胞（尤其是CD8⁺ T细胞）的比例下降，而MDSC（表达S100A8和S100A9等标志物）的积累增加。TIMER数据库分析和临床组织mIHC染色结果进一步证实，USP25表达与CD8⁺ T细胞浸润呈正相关，与MDSC浸润呈负相关。这表明USP25低表达与免疫抑制性TIME密切相关。

USP25过表达减少MDSCs并增加细胞毒性T细胞浸润

在小鼠同系肿瘤模型中，过表达USP25显著抑制了肿瘤生长。对肿瘤组织的分析发现，USP25过表达组的肿瘤中MDSC浸润减少，而CD8⁺ T细胞浸润增加。更重要的是，从USP25过表达组肿瘤中分离出的MDSC，其对T细胞增殖和干扰素-γ（IFN-γ）分泌的抑制作用减弱。这表明USP25通过调节TIME中的免疫细胞平衡，逆转免疫抑制状态。

USP25上调抑制MAPK通路激活和IL-6分泌，减弱MDSC迁移

RNA测序和后续验证实验发现，USP25过表达显著降低了白细胞介素-6（IL-6）的mRNA和蛋白表达及分泌水平，而敲低USP25则得到相反结果。Transwell共培养实验表明，USP25敲低的肿瘤细胞条件培养基能增强MDSC的迁移能力，此效应可被IL-6受体抗体阻断；反之，USP25过表达则抑制MDSC迁移，而外源性IL-6可逆转此抑制。机制上，USP25过表达抑制了MAPK信号通路的激活以及IL-6的关键转录因子AP-1（如c-JUN）的表达。

USP25结合TAB2并抑制TAB2介导的MAPK信号转导

免疫共沉淀和免疫荧光实验证实USP25与TAB2直接相互作用，且USP25的UIM2结构域是结合所必需的。进一步的去泛素化实验显示，USP25（依赖其催化位点H608）能够特异性去除TAB2上的K63连接的多聚泛素链。而K63泛素化对TAB2激活TAK1及其下游MAPK信号至关重要。因此，USP25通过去TAB2的K63泛素化，抑制了MAPK通路的激活。

USP25过表达增强体内抗PD-1免疫疗法的敏感性

在MOC1同系肿瘤模型中，与对照组相比，USP25过表达联合抗PD-1治疗导致了更显著的肿瘤生长抑制。流式细胞分析显示，该联合治疗显著降低了肿瘤内MDSC的积累，同时增加了肿瘤浸润CD8⁺ T细胞的数量及其功能（表达颗粒酶B、IFN-γ和TNF-α的T细胞比例升高）。这表明USP25过表达能将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤，从而增强ICB疗效。

讨论与结论

本研究首次系统地揭示了USP25在HNSCC免疫微环境中的重要调控作用。研究表明，USP25在HNSCC中低表达且与不良预后相关。其机制在于，USP25通过其UIM2结构域结合TAB2，并依赖H608催化活性去除非降解性的K63连接泛素链，从而抑制TAB2介导的MAPK信号通路激活，进而减少IL-6的合成与分泌。IL-6的减少削弱了其对MDSC的招募作用，最终缓解了TIME的免疫抑制状态，促进了细胞毒性T细胞的浸润和功能。重要的是，在动物模型中证实USP25过表达可以增强抗PD-1疗法的效果。

该研究不仅阐明了USP25-TAB2-IL-6轴在塑造HNSCC免疫抑制微环境中的新机制，也为改善HNSCC患者免疫治疗应答提供了新的潜在靶点。通过靶向USP25来调节TIME，可能成为将免疫“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤的一种有前景的策略，为未来开发联合免疫治疗方案奠定了理论基础。