多組學(xué)揭示USP22調(diào)控肝癌脂代謝紊亂新機(jī)制

圖2 USP22通過(guò)ACC和ACLY的轉(zhuǎn)錄上調(diào)促進(jìn)脂質(zhì)積累

3. USP22通過(guò)與PPARγ相互作用調(diào)控ACC和ACLY轉(zhuǎn)錄

作者通過(guò)IP-MS發(fā)現(xiàn)USP22的潛在底物PPARγ——脂質(zhì)代謝轉(zhuǎn)錄因子。此外，在MHCC-97L、HUH7、HepG2、SNU449和Bel-7402細(xì)胞中同樣發(fā)現(xiàn)了USP22的靶蛋白PPARγ。體外pull down實(shí)驗(yàn)再次驗(yàn)證了USP22與PPARγ的直接相互作用。免疫熒光染色結(jié)果顯示USP22和PPARγ主要定位于肝癌細(xì)胞的細(xì)胞核。
 

圖3 USP22與脂質(zhì)代謝關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子PPARγ相互作用

接著，作者進(jìn)一步通過(guò)去泛素化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，USP22敲低細(xì)胞中PPARγ多泛素化水平顯著升高，而USP22過(guò)表達(dá)細(xì)胞中PPARγ去泛素化作用增強(qiáng)。體外實(shí)驗(yàn)也證明USP22可以顯著促進(jìn)PPARγ去泛素化。并且賴氨酸-169可能是USP22調(diào)控PPARγ去泛素化的重要位點(diǎn)。
 

圖4 USP22的去泛素化作用

4. USP22通過(guò)PPARγ上調(diào)ACC和ACLY參與HCC腫瘤發(fā)生

敲低PPARγ或ACC后，葡萄糖示蹤劑對(duì)脂肪酸的標(biāo)記顯著降低；而回補(bǔ)PPARγ顯著增加了USP22敲低細(xì)胞中脂肪酸標(biāo)記。此外，油紅染色也證實(shí)了TG的積累趨勢(shì)。表明USP22通過(guò)穩(wěn)定PPARγ上調(diào)脂肪酸的生物合成。

進(jìn)一步進(jìn)行異種移植瘤分析，發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)USP2的小鼠腫瘤更大；而同時(shí)過(guò)表達(dá)USP22并敲除PPARγ、ACC或ACLY的小鼠腫瘤生長(zhǎng)速度較慢。過(guò)表達(dá)USP22的腫瘤中PPARγ、ACC和ACLY表達(dá)上調(diào)；過(guò)表達(dá)PPARγ可以恢復(fù)USP22敲低細(xì)胞中ACC和ACLY的表達(dá)。表明過(guò)表達(dá)USP22可以通過(guò)PPARγ介導(dǎo)的ACACA和ACLY的表達(dá)激活體內(nèi)脂肪酸信號(hào)的從頭合成。
 

圖5 USP22通過(guò)PPARγ上調(diào)ACC和ACLY參與HCC的腫瘤發(fā)生

5. USP22-PPARγ/ACC/ACLY與肝癌預(yù)后不良顯著相關(guān)

IHC分析顯示肝癌TMAs中USP22的表達(dá)與PPARγ、ACC或ACLY的表達(dá)呈正相關(guān)。并且USP22或PPARγ水平較高的患者總生存期較短；USP22和PPARγ水平均高的患者總體生存期更差。進(jìn)一步利用TCGA數(shù)據(jù)集明確了USP22、PPARγ、ACC和ACLY的高表達(dá)與HCC患者不良預(yù)后的顯著相關(guān)性。
 

圖6 USP22-PPARγ/ACC/ACLY軸與肝癌預(yù)后顯著相關(guān)

小編小結(jié)

本研究作者利用轉(zhuǎn)錄組、代謝組和IP-MS等方法，發(fā)現(xiàn)USP22是脂肪酸從頭合成的關(guān)鍵調(diào)控因子，通過(guò)直接與PPARγ相互作用介導(dǎo)ACLY/ACC的表達(dá)調(diào)控脂肪酸從頭合成。此外，在臨床HCC樣本中發(fā)現(xiàn)USP22的高表達(dá)與PPARγ、ACLY或ACC的表達(dá)呈正相關(guān)，并與不良預(yù)后相關(guān)。本研究為HCC預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和基于靶向脂質(zhì)合成的治療提供了理論基礎(chǔ)。

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