去泛素化酶OTUB2促进非小细胞肺癌转移的分子机制研究

Non-small cell lung cancer (NSCLC) is one of the most common malignant tumors in the world, elucidating the molecular mechanism of metastasis is a key scientific problem to be solved in NSCLC. Our previous study established highly invasive (SPC-A-1sci) and weakly invasive cell sublines (SPC-A-1), then took advantage of human genome expression array to screen deubiquitinating enzymes, eventually identied OTUB2 as study interest. Meanwhile, literatures showe that the role of OTUB2 in cancer remains unclear. Our studies indicate that, OTUB2 is at high expression level in NSCLC patients, which correlates with clinical NSCLC metastasis, and it promotes the NSCLC cells migration, invasion and glycolysis. We will carry out a in-depth study of the role of OTUB2 in NSCLC metastasis on cellular, molecular or overall level. Moreover, to further determine how OTUB2 contributes to the metastasis of NSCLC, we will search for the potential.regulatory targets by quantitative proteomics, mRNA sequence, co-immunoprecipitation, Phospho Explorer Assay and so on, and examine the relationship between OTUB2 and the potential regulatory targets by analysing the large of patient samples. This study may provide theoretical guidance and experimental basis for effective treatment of NSCLC.

非小细胞肺癌(NSCLC)是世界上最常见的恶性肿瘤，阐明其转移的分子机制是NSCLC研究领域亟需解决的关键科学问题之一。本课题组前期以自建的肺癌高、低转移细胞系为研究对象，利用人全基因组表达谱芯片筛选差异表达去泛素化酶，初步确定去泛素化酶OTUB2为研究对象。根据文献查新，OTUB2在肿瘤中的作用和机制迄今未见报道。申请者初步研究证实OTUB2在非小细胞肺癌患者中高表达且与转移相关，体外能促进非小细胞肺癌的侵袭和迁移及糖酵解能力。本项目拟在分子水平、细胞水平和整体水平深入研究OTUB2在肺癌转移中的作用，同时采用蛋白质谱、mRNA测序、免疫共沉淀、信号通路磷酸化芯片等技术寻找相关的作用底物及参与的信号通路，进一步阐明OTUB2影响肺癌转移的分子机制，最终实现大样本临床标本相关性验证和分析，为非小细胞肺癌的治疗提供理论指导和实验依据。

最新的肿瘤数据统计显示，在世界范围内，肺癌是发病率在男性继前列腺癌，女性继乳腺癌之后第二高，死亡率第一的恶性肿瘤。肺癌的发生是一个多步骤、多因素、多分子参与的复杂过程，目前对肺癌发生发展的分子机制仍不清楚。蛋白质是生命活动的主要执行者，其表达丰度和功能异常与恶性肿瘤的发生发展密切相关。研究证据表明，蛋白翻译后泛素化修饰是调控蛋白质表达和活性的关键机制之一。与泛素化修饰相关的酶包括E1激活酶，E2结合酶，E3连接酶和去泛素酶，而去泛素化酶能够将泛素分子特异性地从靶蛋白上水解下来，逆转泛素化过程，在泛素化修饰中起着重要的作用。由于去泛素化酶种类及作用的复杂性，对于去泛素化酶在肺癌中的作用及其所涉及的多种机制研究仍需进一步探索。越来越多的证据发现很多去泛素化酶的表达在肿瘤中均发生改变，并且与肿瘤发生发展密切相关。因此，从去泛素化酶的角度研究肺癌发生发展的分子机制，具有重要的临床研究价值，可能为治疗肺癌提供新的靶点。. 为了探究去泛素化酶在肺癌中是否存在异常表达及发挥重要功能，我们首先利用GEO数据库比较去泛素化酶在83对肺癌与配对癌旁组织中的表达，结合体外的迁移，侵袭，增殖实验的验证，寻找与肺癌发生发展相关的关键去泛素化酶。我们发现OTUB2在肺癌组织中普遍高表达，且与肺癌的TNM分期和淋巴结转移成正相关，OTUB2高表达与肺癌患者预后和复发呈负相关。细胞功能实验结果显示OTUB2促进体外肺癌细胞侵袭迁移能力和增殖克隆形成能力以及体内肿瘤细胞的生长与转移潜能。同时我们发现过表达OTUB2可以促进肺癌细胞的糖酵解能力。在分子机制研究中我们采用免疫共沉淀结合质谱分析等方法确定了OTUB2能够与U2AF2直接结合，通过发挥去泛素化的作用稳定其表达参与对细胞糖酵解和AKT/mTOR信号通路的调控。. 综上所述，我们首次揭示了OTUB2在肺癌细胞中的侵袭和转移的分子机制研究。这些发现为肺癌发生发展的分子机制研究提供了一个新的思路，也为肺癌治疗提供了新的作用靶点。