USP14对Bcr-Abl降解的调控及其在慢粒白血病伊马替尼耐药中的作用

The gene amplification and T315I point mutation of Bcr-Abl is the main cause inducing imatinib (IM)-resistance in CML. Searching the specific molecules that regulate the degradation of Bcr-Abl protein, and knockout the target protein Bcr-Abl will be an important way to overcome the drug resistance of IM. The study showed that USP14 could inhibit the degradation of substrate protein by the proteasome. Our research demonstrates that the expression of USP14 is higher in IM resistant cells; USP14 inhibition induces the down-regulation of Bcr-Abl protein but does not inhibit the transcriptional level of Bcr-Abl; The down-regulation of Bcr-Abl does not depend on the apoptosis and autophagy pathway. Otherwise, inhibition of the proteasome could reverse the down-regulation of Bcr-Abl; USP14 inhibition induces the ubiquitination of Bcr-Abl. These results preliminarily indicated that USP14 may regulate the degradation of Bcr-Abl by the proteasome pathway. Down-regulation of USP14 significantly inhibited the proliferation of IM resistant cells, so we suggested that USP14 could promote IM resistance by interfering with the Bcr-Abl degradation. The aim of this project is to elucidate the molecular mechanism of Bcr-Abl degradation by USP14; and explore its role in IM resistance; as well as evaluate the effectiveness of overcoming IM resistance by targeting inhibition of USP14. This project will provide a new target for overcoming IM resistance.

Bcr-Abl基因扩增和T315I点突变是引发慢粒对伊马替尼（IM）耐药的主要原因。寻找调控Bcr-Abl蛋白降解的特异分子，对Bcr-Abl进行靶向蛋白质敲除将是克服IM耐药的重要途径。研究表明去泛素化酶USP14能抑制蛋白酶体对底物蛋白降解。申请人已证实IM耐药细胞USP14呈高表达；抑制USP14能下调Bcr-Abl蛋白但不抑制其转录水平；抑制USP14诱导的该蛋白下调不依赖凋亡和自噬通路，而抑制蛋白酶体能逆转其下调；抑制USP14能诱导泛素化Bcr-Abl聚集，初步表明USP14可能通过蛋白酶体途径调控Bcr-Abl降解。下调USP14能显著抑制耐药细胞增殖，因此我们提出USP14通过干预Bcr-Abl降解促进IM耐药。本项目旨在阐明USP14调控Bcr-Abl降解的分子机制；探讨其在IM耐药中的作用；评价靶向干预USP14克服耐药的有效性。本项目将为克服IM耐药提供新的干预靶标。

寻找调控Bcr-Abl蛋白降解的特异性分子，对其进行靶向“蛋白质敲除”将是克服伊马替尼（IM）耐药的重要途径。本项目旨在明确去泛素化酶USP14对Bcr-Abl蛋白降解调控的分子机制，阐明其调控慢粒白血病（CML）细胞生长和IM耐药的作用机制。我们利用IM耐药和敏感的CML模型，分别采用小分子抑制剂PtPT、水溶性PtPT、b-AP15和胡椒有效成分PL，通过体内外、病人半在体研究阐明靶向抑制USP14，通过激活内质网应激，介导caspase信号通路对Bcr-Abl切割降解；另一方面，抑制USP14通过调控β-catenin的稳定性抑制其与Bcr-Abl泛素化位点结合，促进Bcr-Abl泛素化降解途径。在明确USP14调控Bcr-Abl降解的分子机制基础上，探讨了敲低或抑制USP14克服CML对IM耐药的作用与机理。相关研究成果以第一通讯作者发表在 Cell Death & Disease杂志。在本项目部分支助下，我们相继论证了伪胡皮酸B调控Bcr-Abl降解，克服CML对IM耐药的作用机理。研究成果以第一通讯作者发表在Eur J Pharmacol杂志。同时，我们论证了b-AP15抑制弥漫性大B淋巴瘤细胞USP14活性，抑制Wnt-β-catenin信号通路，从而抑制淋巴瘤细胞转移，为在IM耐药CML模型中论证USP14通过调控β-catenin的稳定性，进而调控Bcr-Abl泛素化降解的研究提供了实验基础，研究结果以通讯作者发表在J Exp Clin Cancer Res杂志。此外，我们申请的关于PtPT的应用发明专利被正式授权。同时，我们申请了关于水溶性修饰PtPT发明专利。以上研究成果阐明USP14调控Bcr-Abl稳定性与克服耐药之间的关系及分子学机理，为确立USP14作为克服IM耐药的新靶点提供更充分的科学依据，为进一步解决IM耐药的临床科学研究提供新的切入点。