转录因子c-Maf去泛素化酶USP5的鉴定及其在多发性骨髓瘤中的功能研究

The transcription factor c-Maf is overexpressed in more than 50% multiple myeloma (MM). c-Maf is found closely related to the pathophysiology of MM and poor prognosis. It is reported that c-Maf can be ubiquitinated and subsequently degraded in the proteasomes. The process of ubiquitination is mediated by three types of enzymes, the ubiquitin-activating enzymes (E1), ubiquitin-conjugating enzymes (E2), and ubiquitin ligases (E3). The process of ubiquitination can also be reversed by deubiquitinating enzymes (DUBs). Recently, we found that USP5 can interact with c-Maf and enhance its stability through deubiquitination, but the detailed mechanisms are not clear. In this proposal, we will apply co-immunoprecipitation, Western Blotting, RNAi, and Lentivirus to investigate how USP5 deubiquitinates the c-Maf protein. We will also construct a series of USP5 truncates containing various functional domains to characterize their interaction and features. Moreover, we will introduce the lentivirus mediated USP5 into MM cells to evaluate how USP5 affects MM cell proliferation and tumorigenesis in nude mice. We will also investigate the implications of USP5 in MM patients; specifically evaluate its dynamic changes in MM treatment, as well as the association of USP5 and the clinical outcomes and prognosis of MM patients. This proposal will provide a new line of evidence to improve the anti-myeloma drug discovery.

转录因子c-Maf是多发性骨髓瘤（MM）中的致癌基因，在50%的MM细胞中异常表达，与MM的发生和治疗密切相关。研究发现c-Maf能通过泛素蛋白酶体途径降解。蛋白质泛素化需要多个重要的酶，包括泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）。同时，存在一类去泛素化酶(DUBs），可以使底物蛋白去泛素化。我们采用亲和免疫沉淀和液质联用方法（LC-MS/MS）鉴定并验证了c-Maf 的去泛素化酶USP5，USP5可以降低c-Maf的泛素化水平，增加其蛋白稳定性，但具体机制尚不清楚。本项目将通过免疫沉淀，Western Blotting，RNAi，慢病毒，裸鼠移植模型等实验方法阐明USP5与c-Maf的相互作用特点，去泛素化的详细作用机制及其在多发性骨髓瘤中的生物学功能，并结合临床案例分析USP5与MM患者治疗和预后的关系，为多发性骨髓瘤的治疗及以USP5为靶标的新药开发提供理论依据。

转录因子c-Maf是多发性骨髓瘤（MM）中的致癌基因，在50%的MM细胞中异常表达，与MM的发生和治疗密切相关。研究发现c-Maf能通过泛素蛋白酶体途径降解。蛋白质泛素化需要多个重要的酶，包括泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）。同时，存在一类去泛素化酶(DUBs），可以使底物蛋白去泛素化。我们采用亲和免疫沉淀和液质联用方法（LC-MS/MS）鉴定并验证了c-Maf的去泛素化酶USP5，USP5可以降低c-Maf的泛素化水平，增加其蛋白稳定性，但具体机制尚不清楚。本项目通过免疫沉淀，Western Blotting，RNAi，慢病毒，裸鼠移植模型等实验方法阐明USP5可与c-Maf相互作用特点，可抑制c-Maf蛋白第308位和347位赖氨酸上的泛素化，抑制USP5的表达可以明显阻止多发性骨髓瘤的增殖。.同时，我们通过USP5/c-Maf荧光素酶筛选系统发现了Mebendazole可显著抑制USP5/c-Maf的活性，其在体内体外均可通过诱导细胞凋亡而达到抑制多发性骨髓瘤细胞增殖的作用。与此同时，我们也还发现了泛素结合酶UBE2O和跨膜蛋白TMEPAI也可以和c-Maf蛋白结合并介导其多聚泛素化，过表达UBE2O和TMEPAI在体内和体外均可抑制多发性骨髓瘤的增殖。.综上所述，这些结果的发现有助于更深入理解MM发生发展的机制，也为开发出治疗MM药物新靶标提供更多的理论依据。