肝癌中UCH-L5对CSN5与p53的调控作用和相关分子机制

Deubiquitinase plays an important role in the regulation of protein degradation. Our previous studies have shown that express level of ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L5 (UCH-L5) is relatively higher in hepatocellular carcinoma than those in normal liver tissue. The interaction between UCH-L5 and subunit 5 of COP9 signalosome (CSN5) was also confirmed. UCH-L5 may mediate the protein level of CSN5 through deubiquitination. Based on our experimental results and previous reports in the literature, we hypothesize that overexpression of UCH-L5 could induce deubiquitination of the substrate protein CSN5 and increase its accumulation through their interaction. CSN5 then interacts with a downstream molecule p53 to form a nuclear complex and accelerates p53 degradation by ubiquitin-proteasome system to give rise to cell cycle disorder and abnormal cell proliferation, thus resulting to the development of liver cancer. This project will detect the levels of UCH-L5, CSN5 and p53 in HCC,assess their clinical significance, validate the role of UCH-L5 and CSN5 in development of HCC and further clarify their interactions of UCH-L5, CSN5 and p53 and the molecular mechanism of UCH-L5-induced CSN5 deubiquitination and degradation of p53 in tumorigenesis of HCC to provide a theoretical basis for liver cancer diagnosis and treatment.

去泛素化酶对于蛋白质的降解起重要的调控作用。我们前期研究表明泛素羧基末端水解酶L5(UCH-L5)在人肝癌中过量表达，并且证实UCH-L5与COP9复合体第五亚基(CSN5)存在相互作用，UCH-L5通过去泛素化途径调控CSN5和p53的蛋白含量。根据以往实验基础和相关文献报道，我们提出如下假说：UCH-L5通过与底物蛋白CSN5相互作用，导致CSN5去泛素化程度增加而聚积，CSN5进而与下游分子p53相互作用形成复合物出核，通过泛素-蛋白酶体途径加速p53降解，细胞周期失调而异常增殖，从而导致肝癌发生发展。本项目拟探讨UCH-L5、CSN5和p53在人肝癌中的表达及其临床意义；验证UCH-L5和CSN5在肝癌发生发展中的作用；明确UCH-L5、CSN5和p53三者之间的相互作用，阐明UCH-L5通过调控CSN5与p53参与肝癌发生发展的分子机制，为肝癌的诊断和治疗提供理论依据与实践基础。

泛素羧基末端水解酶家族是细胞内广泛存在的去泛素化酶家族成员中的一种，可以通过裂解蛋白质羧基末端第76位甘氨酸，将泛素分子从底物蛋白上释放出来，起到去泛素化的作用，对蛋白质的降解进行反向调节，从而参与调控蛋白质的功能。去泛素化酶可以调节细胞的生长发育和信号转导，包括代谢、分化、增殖等；此外，去泛素化酶还能选择性地降解或稳定癌基因、抑癌基因的产物、激活物或抑制物等，达到参与和调控肿瘤发生发展的目的。泛素羧基末端水解酶37（UCH-L5）是1999年发现的泛素羧基末端水解酶家族的一员，能将泛素分子从底物蛋白上释放出来，从而稳定底物蛋白，促进泛素分子再循环。目前关于UCH-L5在信号传导、作用的底物蛋白、细胞功能等方面的研究甚少。本项目中，我们在临床上收集了近500例新鲜的肝癌样本，获得了完整的临床资料、病理信息和预后随访的资料，建立了完整的肝癌标本库。我们完成了主要目标分子UCH-L5、CSN5和p53的检测和临床意义的分析，发现高表达UCH-L5和/或CSN5的肝癌患者的生存时间均比UCH-L5和/或CSN5低表达患者的生存时间要明显缩短；体内外实验均证实在肝癌细胞中，过表达UCH-L5能显著地促进肿瘤细胞增殖、抑制细胞凋亡，促进细胞周期的转换，同时我们实验发现UCH-L5能显著增强肝癌细胞的迁移和侵袭能力，表明UCH-L5可能在肿瘤的发生、发展中起了重要作用。我们在肝癌细胞中获得一系列候选的UCH-L5相互作用蛋白，为进一步深入验证UCH-L5的相关底物和分子机制研究奠定了坚实的实验基础；我们在体外实验中详细探讨了UCH-L5和CSN5在肝癌发生中的作用和对P53的调控机制，并利用相关的小分子抑制剂阐述了UCH-L5可能的作用和相关分子机制；体内实验初步验证了UCH-L5促进肝癌的发生与发展。本研究以课题组以往的实验数据为基础，深入研究了UCH-L5与CSN5在肝癌发生、发展中的作用，探讨了UCH-L5和CSN5在肝癌组织和对应的癌旁组织中的表达差异及其临床意义；明确了UCH-L5和CSN5之间的相互作用，阐明了UCH-L5可能通过参与CSN5去泛素化进而调控下游关键分子p53，从而促进肝癌发生和发展这一全新的分子机制，为理解肝癌发生、发展的分子机制，发现肝癌特异性诊断分子标志物，优化肝癌鉴别诊断的流程，肝癌的早期诊断和个性化治疗提供了理论依据与实践基础。