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为解决针对多种 KRAS 突变的结直肠癌（CRC）缺乏有效治疗策略的问题，研究人员开展了以 JOSD2 为靶点治疗 CRC 的研究。结果发现 JOSD2 与 KRAS 形成正反馈回路促进肿瘤生长，抑制 JOSD2 可抑制 KRAS 突变 CRC 生长，为 CRC 治疗提供新策略。
在癌症的世界里，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是一个不容小觑的 “敌人”，它是全球第三大常见恶性肿瘤和第二大癌症死亡原因 。其中，KRAS 基因突变在 CRC 患者中极为常见，大约 53% 的 CRC 患者携带 KRAS 突变。然而，针对这些携带 KRAS 突变的患者，现有的治疗方案，无论是化疗药物还是靶向治疗药物，效果都不尽人意。比如，虽然有针对 KRAS
G12C突变的共价抑制剂索托拉西布（Sotorasib）获批用于非小细胞肺癌患者，但超过 90% 的 KRAS 突变 CRC 患者携带的是非 G12C 突变，无法从中获益，而且约 50% 的患者在使用索托拉西布后会迅速产生耐药性。因此，寻找新的治疗方法迫在眉睫。
浙江大学生命科学相关研究团队勇挑重担，开展了一项意义重大的研究。他们发现了一种名为含 Josephin 结构域蛋白 2（Josephin Domain Containing 2，JOSD2）的去泛素化酶（Deubiquitinases，DUBs），在调节 KRAS 突变蛋白稳定性方面起着关键作用，并且 JOSD2 与 KRAS 形成了一个正反馈回路，加速了 KRAS 突变的 CRC 细胞的增殖。更为重要的是，通过抑制 JOSD2，可以显著抑制 KRAS 突变的 CRC 细胞在体外和体内的生长，这为 KRAS 突变的 CRC 患者提供了一种有前景的治疗策略。该研究成果发表在《Nature Communications》上，为攻克结直肠癌带来了新的希望。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是构建细胞模型，如通过稳定转染构建表达不同 KRAS 突变体的细胞系。其次是采用 RNA 干扰技术，利用 siRNA 和 shRNA 干扰相关基因的表达，以此来探究基因功能。另外，免疫沉淀和蛋白质印迹技术用于检测蛋白质之间的相互作用和表达水平变化。同时，还构建了患者来源的细胞（PDCs）、患者来源的异种移植模型（PDXs）和患者来源的类器官（PDOs）等多种模型，从不同层面验证研究结果。
下面来详细看看研究结果：
- DUBs siRNA 文库筛选确定 JOSD2 对 KRAS 的调控作用：研究人员建立了 KRASG12V荧光素酶报告系统，通过筛选 DUBs siRNA 文库发现，JOSD2 siRNA 能显著降低荧光素酶活性，且 JOSD2 过表达上调 KRAS 水平，而敲低 JOSD2 则下调 KRAS 水平，这表明 JOSD2 正调控 KRAS 的丰度和活性，并且是通过泛素 - 蛋白酶体途径实现的。
- JOSD2 与 KRAS 相互作用：研究发现，KRAS 的野生型和突变体都能与 JOSD2 相互作用，且突变体与 JOSD2 的结合更强。进一步研究表明，JOSD2 与 KRAS 的结合不依赖于 JOSD2 的催化活性，并且这种相互作用在生理或病理条件下会受到影响，如 EGF 刺激会增强二者的相互作用。
- JOSD2 去泛素化并稳定 KRAS：JOSD2 能去除 KRAS 的泛素链，稳定 KRAS 蛋白，且这种作用依赖于其去泛素化酶的活性。JOSD2 能逆转 LZTR1 对 KRAS 的泛素化降解作用，并且主要通过去除 KRAS 的 K48 连接的泛素链来发挥作用。
- 敲低 JOSD2 抑制 KRAS 突变的 CRC 生长：在体外实验中，敲低 JOSD2 显著抑制了 KRAS 突变的 CRC 细胞的增殖和集落形成。在体内实验中，敲低 JOSD2 显著抑制了 KRAS 突变的 CRC 细胞系来源的异种移植瘤（CDXs）和患者来源的异种移植瘤（PDXs）的生长，同时下调了肿瘤内 KRAS 的水平。
- KRAS 突变上调 JOSD2 的机制：KRAS 突变体通过抑制 E3 连接酶 CHIP 的活性，减少 JOSD2 的泛素化降解，从而上调 JOSD2 的表达水平。KRAS 突变体对 JOSD2 的调控主要发生在翻译后修饰水平，且依赖于 CHIP。
- 靶向 JOSD2 对 KRAS 突变和野生型 CRC 的不同作用：敲低 JOSD2 对 KRAS 突变的 CRC 细胞和异种移植瘤的生长抑制作用明显强于 KRAS 野生型。JOSD2 的催化抑制剂 HY041004 在体外和体内都能优先抑制 KRAS 突变的 CRC 生长，且其抗肿瘤作用主要归因于对 JOSD2 的抑制。
- JOSD2 与 KRAS 在临床样本中的相关性：研究人员对临床 CRC 组织样本进行免疫组化染色分析，发现 JOSD2 在 KRAS 突变的 CRC 组织中表达更高，且与 KRAS 的表达呈正相关。同时，JOSD2 的表达水平与 CRC 患者的预后相关，高表达 JOSD2 的患者无复发生存期更短。
综上所述，本研究揭示了结直肠癌中 JOSD2 与 KRAS 之间的复杂调控关系，JOSD2 通过去泛素化稳定 KRAS 突变体，而 KRAS 突变体又通过抑制 CHIP 来上调 JOSD2，形成了一个正反馈回路，促进肿瘤的生长。抑制 JOSD2 可以有效抑制 KRAS 突变的 CRC 细胞的生长，无论是通过基因敲低还是使用其催化抑制剂，都展现出了良好的抗肿瘤效果。这一研究不仅为理解 KRAS 突变的 CRC 的发病机制提供了新的视角，更为开发针对这一难治性疾病的治疗策略提供了重要的理论依据和潜在的治疗靶点，有望为广大结直肠癌患者带来新的曙光。
