重磅发现!靶向 USP7 和 CDK1,或为晚期 ERPBC 患者带来新希望

【字体: 时间:2025年02月22日 来源:Cancer Cell International 5.3

编辑推荐:

  为解决晚期 ERPBC 患者内分泌抵抗难题,研究人员开展了关于 USP7 和 CDK1 在 ERPBC 中作用的研究。结果发现靶向二者可抑制肿瘤进展,这为晚期 ERPBC 治疗提供新策略。强烈推荐科研读者阅读,或助您拓展研究思路!

  
在癌症的世界里,乳腺癌就像一个难以攻克的 “堡垒”,它可不是单一的 “敌人”,而是有着不同的 “面孔”,也就是不同的亚型。其中,雌激素受体阳性乳腺癌(ERPBC)占了全球女性乳腺癌的大约 70%,算是乳腺癌家族里的 “大户”。

对于早期的 ERPBC 患者来说,治疗效果还算不错,随着早期检测技术的进步和治疗方法的发展,死亡率也在逐渐下降。这主要得益于针对雌激素信号通路的治疗手段,从最初的选择性雌激素受体调节剂,到后来的芳香化酶抑制剂,再到现在的选择性雌激素受体降解剂,每一次进步都像是给患者打开了一扇新的希望之门。然而,对于那些出现转移或者产生内分泌抵抗的 ERPBC 患者,现有的治疗手段就显得有些 “力不从心” 了。他们急需新的治疗靶点,就像在黑暗中摸索的人渴望找到一丝光明一样。

与此同时,科学界发现了两个 “神秘分子”——USP7(泛素特异性蛋白酶 7)和 CDK1(细胞周期蛋白依赖性激酶 1)。USP7 是一种去泛素化酶,它就像细胞里的 “维修工人”,能稳定一些致癌蛋白,促进肿瘤的生长和存活。而且,它还参与调节癌细胞的免疫检查点蛋白,在多种癌症中都高度表达,和不良预后以及治疗耐药密切相关,所以被视为癌症诊断和预后的潜在生物标志物,相关的抑制剂也在紧锣密鼓地研发和测试中。CDK1 则是细胞周期的关键调节因子,它掌控着细胞进入有丝分裂的 “钥匙”,还和肿瘤转移有着千丝万缕的联系。在很多癌症里,包括乳腺癌,CDK1 都过度表达,是个和不良预后、肿瘤进展相关的 “危险信号”。但是,CDK1 的上游调节因子一直是个未解之谜。

为了找到攻克 ERPBC 的新方法,作者[第一作者单位] 的研究人员在《期刊原文名称》上发表了《论文原文标题》这篇论文。他们经过一系列研究得出结论:USP7 在 ERPBC 中高度表达,会促进肿瘤的进展和转移;抑制 USP7 的活性能够抑制 ERPBC 细胞的增殖、诱导细胞凋亡、抑制细胞迁移和侵袭,还能逆转上皮 - 间质转化(EMT,一种细胞失去上皮特征获得间质特征的过程,和肿瘤转移密切相关);USP7 能够直接调节 CDK1 的稳定性,联合抑制 USP7 和 CDK1 可以协同抑制 ERPBC 的恶性进展和转移。这一发现为克服晚期 ERPBC 患者的内分泌抵抗提供了一种潜在的策略,就像为黑暗中的患者点亮了一盏明灯,意义重大。

研究人员为了开展这项研究,运用了多种技术方法。比如,他们用慢病毒感染系统进行基因沉默实验,就像是给基因 “踩刹车”,看看会发生什么变化;用蛋白质免疫印迹(Western blot)分析来检测蛋白质的表达水平,就像给蛋白质做 “体检”,看看它们的数量有没有变化;用质谱分析去寻找 USP7 的下游靶点,就像在细胞的 “迷宫” 里寻找宝藏;还用 MTT 法、BrdU 增殖实验、克隆形成实验等检测细胞的增殖能力,用细胞迁移和侵袭实验观察细胞的 “运动能力”,用免疫共沉淀和 GST pulldown 实验探究蛋白质之间的相互作用,就像寻找细胞里的 “合作伙伴”。

下面来看看具体的研究结果。

USP7 在雌激素受体阳性乳腺癌的恶性进展和转移中起着重要作用


研究人员先借助 UALCAN 数据库这个强大的 “工具” 进行生物信息学分析,发现 USP7 在原发性乳腺肿瘤、1 - 3 期乳腺癌以及 ERPBC(管腔型)中的表达都比正常组织高。而且,通过 Kaplan - Meier 分析发现,USP7 高表达的 ERPBC 患者总生存率较低。这就像是发现了一个 “危险信号”,暗示着 USP7 和 ERPBC 的恶性进展可能有着紧密的联系。为了进一步验证,他们用携带 shRNA 的慢病毒感染系统沉默了两个 ERPBC 细胞系(MCF7 和 T47D)中的 USP7 基因。结果发现,沉默 USP7 后,细胞的活力、增殖能力、克隆形成能力都下降了,就像被拔掉 “能量插头” 的机器。在迁移和侵袭实验中,沉默 USP7 的细胞表现也变差了,而且相关的 EMT 标记物和转录因子的表达也发生了变化,说明 USP7 在 ERPBC 的转移过程中也扮演着重要角色。

抑制 USP7 的活性诱导雌激素受体阳性乳腺癌细胞凋亡并抑制其转移


研究人员用 USP7 的抑制剂 GNE - 6776 处理细胞。他们先测了 GNE - 6776 对 MCF7 和 T47D 细胞的 IC<sub>50</sub>值(能抑制 50% 细胞生长的药物浓度),发现随着药物浓度增加,细胞凋亡增多,线粒体膜电位(MMP,和细胞凋亡密切相关的一个指标)也发生了变化,就像细胞内部的 “能量工厂” 出了问题。而且,GNE - 6776 还能抑制细胞的迁移和侵袭能力,调节 EMT 相关标记物和转录因子的表达,进一步证明了抑制 USP7 活性对 ERPBC 细胞的抑制作用。

USP7 直接调节雌激素受体阳性乳腺癌中 CDK1 的稳定性


研究人员通过质谱分析,在 HepG2 - USP7 - 沉默细胞中过表达野生型 USP7 和无活性突变体(K443R),发现 CDK1 是 USP7 的一个潜在下游靶点。生物信息学分析显示,CDK1 在乳腺癌细胞中高表达,而且和患者的低生存率相关。用 GNE - 6776 处理 MCF7 和 T47D 细胞后,发现只有 CDK1 的表达下降了,沉默 USP7 也会导致 CDK1 表达下降,但 CDK1 的 mRNA 水平没有变化,说明 USP7 调节的是 CDK1 的蛋白质表达。进一步研究发现,USP7 和 CDK1 能相互作用,USP7 的 N 端结构域(包含催化结构域)和 CDK1 相互作用,而且 USP7 能直接去泛素化修饰 CDK1,稳定其蛋白水平,促进肿瘤进展和转移。

联合抑制 USP7 和 CDK1 协同诱导雌激素受体阳性乳腺癌细胞凋亡并抑制其转移活性


研究人员用 USP7 抑制剂 GNE - 6776 和 CDK1 抑制剂 Ro - 3306 处理 MCF7 和 T47D 细胞。先测了 Ro - 3306 对细胞的 IC<sub>50</sub>值,然后发现联合处理比单独处理更能降低细胞活力、诱导细胞凋亡、增加线粒体膜电位的去极化、抑制细胞的迁移和侵袭能力,说明联合抑制 USP7 和 CDK1 能产生协同效应,更好地抑制 ERPBC 细胞的恶性行为。

靶向 USP7 - CDK1 轴在雌激素受体阳性乳腺癌的异种移植小鼠模型和原代细胞模型中展现出显著的治疗活性


研究人员把沉默 USP7 的 MCF7 和 T47D 细胞注射到 NOD SCID 雌性小鼠体内,等肿瘤长到合适大小后,给小鼠注射 Ro - 3306。结果发现,注射 Ro - 3306 后,肿瘤体积明显减小,而且对小鼠没有明显的毒性。在原代乳腺癌细胞实验中,用 GNE - 6776 和 Ro - 3306 联合处理,也得到了和细胞系实验一致的结果,说明靶向 USP7 - CDK1 轴在体内外都有有效的治疗效果。

综合这些研究结果,研究人员认为 USP7 通过调节 CDK1 的稳定性在 ERPBC 的进展和转移中起着关键作用,USP7 - CDK1 轴可以作为评估 ERPBC 恶性程度的潜在生物标志物。联合抑制 USP7 和 CDK1 为晚期 ERPBC 患者提供了一种新的治疗策略,有望克服内分泌抵抗,提高患者的生存率。不过,研究人员也指出,ERPBC 的发生和发展是一个复杂的过程,虽然确定了 USP7 和 CDK1 的相互作用,但还有很多下游通路需要进一步研究。就像探索一座神秘的大山,虽然找到了一条上山的路,但山上还有很多未知的风景等待着人们去发现。这项研究为未来治疗 ERPBC 提供了新的方向和思路,相信在科学家们的不断努力下,攻克 ERPBC 这个 “堡垒” 的那一天会越来越近。

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

版权所有 生物通

Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

联系信箱:

粤ICP备09063491号