去泛素化酶UCHL3维持FLT3-ITD阳性急性髓性白血病细胞存活的功能研究

关键字：泛素羧基末端水解酶L3,急性髓系白血病,FMS样的酪氨酸激酶3,FMS样的酪氨酸激酶3近膜区的内部串联重复,全反式维甲酸

摘要：FLT3-ITD上调UCHL3促进AML细胞的存活，UCHL3与AML患者预后负相关；敲低或抑制UCHL3协同ATRA能够抑制FLT3-ITD阳性AML细胞的存活

急性髓系白血病（acutemyeloidleukemia，AML）起源于髓系干祖细胞，是成人最为常见的急性白血病。目前，除急性早幼粒细胞白血病（acutepromyelocyticleukemia，APL）外，AML的基本方案仍为阿糖胞苷联合蒽环类药物（如去氧柔红霉素和柔红霉素等）的化学治疗（化疗）方案，以及针对合适的患者采取造血干细胞移植的方案。约30%的新诊断AML病例中存在FMS样的酪氨酸激酶3（FMS-liketyrosinekinase3，FLT3）突变，突变类型有内部串联重复（FLT3internaltandemduplication，FLT3-ITD）和酪氨酸激酶结构域的点突变（FLT3tyrosinekinasedomainmutations，FLT3-TKD），而又以前者多见。FLT3突变常与高复发率和不良预后相关联，并且FLT3-ITD突变AML对传统化疗常存在耐药性。目前，靶向FLT3的药物大量涌现，包括第一代抑制剂sunitinib、sorafenib和midostaurin等以及第二代靶向药物quizartinib、crenolanib和gilteritinib等。然而，由于长期药效不明显、耐药性的产生、不良反应较多、在部分群体中耐受性差等不利因素，FLT3抑制剂的临床使用受到限制。因此，在FLT3突变AML中寻找更多潜在的治疗靶点对于克服AML治疗中的复发及耐药问题具有重要的意义。

泛素-蛋白酶体（ubiquitin-proteasomesystem，UPS）系统是细胞中调控蛋白质降解的一个重要途径，对于细胞增殖、分化和凋亡等具有重要作用。近年来，这一系统也成为了血液肿瘤治疗的靶标，如蛋白酶体抑制剂bortezomib、carfilzomib等已被批准用于套细胞淋巴瘤和多发性骨髓瘤的治疗。去泛素化酶（deubiquitinase，DUB）是一类能够去除泛素化蛋白质上“泛素标签”的蛋白酶，具有拮抗蛋白质经UPS途径降解的作用。DUB在肿瘤细胞中具有多种功能：可以稳定癌蛋白从而使增殖相关信号通路异常激活，抑制肿瘤细胞分化，促进缺氧诱导因子（hypoxiainduciblefactor，HIF）介导的肿瘤血管生成，通过促进上皮-间质转化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）、增加基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinase，MMP）活性、影响与微环境的相互作用等机制促进肿瘤细胞转移。因此，使用靶向药物抑制某些DUB是肿瘤治疗的一种可行策略。

来自上海交通大学基础医学院病理生理学系的研究团队对泛素羧基末端水解酶L3（ubiquitincarboxyl-terminalhydrolaseL3，UCHL3）对FLT3-ITD阳性AML细胞的存活、分化及凋亡的影响展开研究，并通过敲低或抑制UCHL3研究UCHL3协同全反式维甲酸（all-trans-retinoicacid，ATRA）对FLT3-ITD阳性AML细胞存活的影响，为靶向UCHL3进行AML治疗提供理论支持。

研究人员采用Westernblotting检测外源性导入FLT3-ITD质粒和使用FLT3-ITD抑制剂对部分去泛素化酶蛋白表达量的影响；利用癌症基因组图（TheCancerGenomeAtlas，TCGA）公共数据库分析泛素羧基末端水解酶L3（ubiquitincarboxyl-terminalhydrolaseL3，UCHL3）在FLT3-ITD阳性患者中的表达情况及与AML患者预后的相关性；利用短发夹RNA（shorthairpinRNA，shRNA）技术在FLT3-ITD阳性AML细胞系中敲低所筛选出的去泛素化酶；采用细胞计数、CCK-8法、流式细胞术、瑞氏染色检测所筛选出的去泛素化酶对AML细胞功能的影响以及敲低相应的去泛素化酶或使用其抑制剂与全反式维甲酸（all-trans-retinoicacid，ATRA）的合加效应。

UCHL3敲低对FLT3-ITD阳性AML细胞系凋亡和分化的影响

结果显示，Ba/F3细胞中表达FLT3-ITD后能够显著诱导UCHL3的表达，FLT3-ITD上调UCHL3促进AML细胞的存活，UCHL3与AML患者预后负相关；敲低或抑制UCHL3协同ATRA能够抑制FLT3-ITD阳性AML细胞的存活，并且可通过促进凋亡及诱导分化增强其对ATRA的敏感性。

泛素化是一种可逆的蛋白翻译后修饰，通过将泛素与底物蛋白相连接，在调控蛋白质稳定性及定位等方面起关键作用。基于DUB在调控蛋白稳态中的重要作用，发现疾病发生发展过程中的关键DUB并开发小分子靶向抑制剂可以为肿瘤的临床治疗提供新的思路。

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