导读：肝细胞癌（HCC）是最常见的原发性肝癌类型，是全球日益严重的公共卫生问题。HCC的主要遗传改变之一是Wnt/β-连环蛋白信号传导的失调，β-连环蛋白的激活与肝细胞癌的进展有关。

近日，中南大学湘雅医院周乐杜等在《Cell Death & Disease》上发表题为“USP8 positively regulates hepatocellular carcinoma tumorigenesis and confers ferroptosis resistance through β-catenin stabilization”的研究论文，研究表明，USP8通过β-连环蛋白的翻译后机制激活了Wnt/β-连环蛋白信号传导，USP8的高表达促进HCC的进展并抑制铁死亡。靶向USP8可能是肝癌患者的有希望的策略。

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05747-7

研究背景

01

肝细胞癌是一种侵袭性和毒性实体瘤，参与HCC发生和进展的潜在分子机制在很大程度上仍不清楚。寻找更多新的候选靶点并改善治疗策略是一个紧迫的问题。泛素化是最重要的翻译后修饰之一，它对细胞稳态至关重要，在细胞蛋白降解机制中起核心作用。泛素化涉及由三种酶介导的泛素分子的顺序转移：泛素激活酶（E1）、泛素偶联酶（E2）和泛素连接酶（E3）。E3泛素连接酶选择性介导底物的泛素偶联，可通过去泛素化酶逆转。E3连接酶或去泛素化酶的失调在各种人类癌症中经常观察到。然而，DUB在HCC中的潜在作用尚未得到充分确定。

研究进展

USP8 是一种 DUB，属于泛素特异性加工（USP）蛋白酶家族。USP8的表达经常在多种癌症类型中过表达，包括肺癌、乳腺癌、胆管癌、胃癌和黑色素瘤。USP8被确定为肿瘤中的增殖和转移增强剂。在本研究中，我们将USP8确定为一种有效的DUB药物，可以去泛素化和稳定HCC中的β-连环蛋白。

首先，USP8和β-连环蛋白相互作用。协同IP分析确定了USP8和β-连环蛋白之间的相互作用。其次，USP8减少了β-连环蛋白多泛素化，并以取决于其DUB活性的方式促进β-连环蛋白的稳定。USP8的缺失显著降低了β-连环蛋白的蛋白丰度，USP8-WT的异位表达可以恢复β-连环蛋白丰度的降低，但不能恢复其催化无活性突变体USP8C786A.在蛋白酶体抑制剂MG132的处理下，USP8缺失不能进一步影响β-连环蛋白水平。USP8耗竭缩短了β-连环蛋白的半衰期。USP8-WT的异位表达，但USP8的异位表达C786A，显着降低β-连环蛋白的泛素化。体内去泛素化试验表明，USP8可以剂量依赖性方式直接去除β-连环蛋白上的泛素链。为了进一步找出USP8去除了β-连环蛋白上哪种类型的泛素链，我们使用一系列泛素突变体进行了泛素化测定，包括K6，K11，K27，K29，K33，K48和K63。我们观察到USP8显著降低了β-连环蛋白的K48连接的多泛素化。由于通过Ub的K48进行多泛素化通常会导致蛋白酶体降解，USP8可以通过从β-连环蛋白中去除K48连接的泛素链来维持β-连环素的稳定性。最后，USP8可以通过β连环蛋白促进HCC的肿瘤增殖、侵袭和茎样特性。敲低USP8显著抑制肿瘤增殖，侵袭和茎样特性。此外，β-连环蛋白表达的恢复消除了USP8耗竭诱导的影响。我们进一步检查了USP3的小分子抑制剂DUB-IN-8，以验证我们的发现。正如预期的那样，DUB-IN-3处理以剂量依赖性方式抑制HCC细胞增殖，侵袭和干细胞样特性。相应地，DUB-IN-3处理降低了β-连环蛋白丰度，降低了β-连环蛋白的多泛素化。CHX分析表明，DUB-IN-3处理后β-连环蛋白的半衰期显著缩短，表明DUB-IN-3与USP8耗竭一样，促进β-连环蛋白泛素化和降解。

最近的一项研究表明，Wnt/β-连环蛋白信号通路通过上调GPX4的表达来减弱细胞脂质过氧化水平，从而抑制铁死亡。在本研究中，我们观察到USP8的抑制促进了HCC细胞的铁死亡。进一步的机制分析表明，USP8稳定β-连环蛋白，USP8的耗竭降低了GPX4的蛋白水平，表明USP8可能通过Wnt/β-连环蛋白/GPX4轴参与铁死亡。

机制图。USP8 是一种β连环蛋白 DUB，可稳定β连环蛋白并通过其去泛素化活性促进肿瘤生长、侵袭、肿瘤干样特性和铁死亡抵抗力。

总之，我们证明了USP8是一种β连环蛋白DUB可稳定β连环蛋白并通过其去泛素化活性促进肿瘤生长，侵袭，肿瘤干细胞样特性和铁死亡抵抗力。我们的研究结果为USP8在Wnt/β-连环蛋白信号通路中的作用提供了新的见解，并揭示了利用USP8抑制剂进行HCC治疗的潜在治疗策略。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05747-7