Abstract
Bakgrunn
Deubiquitinating enzymer (Dubs) er proteaser som behandler ubiquitin (Ub) eller ubiquitin-like genprodukter, oppussing polyubiquitin (-lignende) kjettinger på target proteiner, og motvirke protein ubiquitinering utøves av E3 ubiquitin-ligaser. Et vell av studier har etablert relevansen av Dubs til kontroll av fysiologiske prosesser som Subversion er kjent for å forårsake cellulær transformasjon, inkludert cellecyklusprogresjonen, DNA-reparasjon, endocytose og signaltransduksjon. Endret uttrykk for Dubs er kanskje derfor undergrave både den proteolytiske og signal funksjoner i Ub systemet.
Metodikk /hovedfunnene
I denne studien rapporterer vi den første omfattende screening av DUB feilregulering i kreft hos mennesker ved in situ hybridisering på microarray (ISH-TMA). ISH-TMA har vist seg å være en pålitelig metode for å gjennomføre denne type studie, spesielt fordi det gir presis identifisering av den cellulære opprinnelse av signalene. Således kan signaler som er knyttet til tumor-komponenten skjelnes fra de som er assosiert med tumoren mikromiljøet. Prøvene stammer fra ulike normale og maligne tumorvev ble analysert, og de «normale» prøver ble hentet, når det er mulig, fra de samme pasientene som ble innhentet svulster. Av de ~90 dubs kodet av det humane genom, 33 ble funnet å bli uttrykt i det minste en av de analyserte vev, hvorav 22 ble endret i kreft. Valgte Dubs ble utsatt for ytterligere validering, ved å analysere deres uttrykk i store årskull av tumorprøver. Denne analysen avduket signifikante sammenhenger mellom DUB uttrykk og relevante kliniske og patologiske parametere, som var i noen tilfeller tegn på aggressiv sykdom.
Konklusjon /Betydning
Resultatene som presenteres her viser at DUB feilregulering er en hyppig hendelse i kreft, og har implikasjoner for terapeutiske tilnærminger basert på DUB hemming
Citation. Luise C, Capra M, Donzelli M, Mazzarol G, Jodice MG, Nuciforo P, et al. (2011) En Atlas of Endret Expression of Deubiquitinating Enzymer i Human Cancer. PLoS ONE 6 (1): e15891. doi: 10,1371 /journal.pone.0015891
Redaktør: Maria Masucci, Karolinska Institutet, Sverige
mottatt: 02.10.2010; Godkjent: 29 november 2010; Publisert: 25 januar 2011
Copyright: © 2011 Luise et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Arbeidet ble støttet med tilskudd fra Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro, EU (FP6 og FP7), European Research Council, den italienske utdanningsdepartementene-universitetet-forskning (MIUR) og for helse, Ferrari Foundation, Monzino Foundation, og CARIPLO Foundation til PPDF. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
post-translasjonell modifikasjon av proteiner etter mono- eller poly-ubiquitinering er kritisk for regulering av protein stabilitet, aktivitet og interaksjoner. Ved modulering av disse mål proteinegenskaper, styrer ubiquitinering mange cellulære programmer, inkludert signaltransduksjon, vesikulært transport, transkripsjon, apoptose, kromatin remodellering, og DNA-reparasjon [1] – [7]. I likhet med andre kovalente modifikasjoner, såsom fosforylering eller metylering, er ubiquitinering reversibel. Omtrent 100 deubiquitinating enzymer (Dubs) kodes av det humane genomet, hvorav 90 ser ut til å bli uttrykt [8]. Disse enzymene spalter isopeptide bindingen mellom proteinet substratet og ubiquitin (UB) rest, for derved å terminere Ub-avhengig signalisering. Dubs tilhører superfamily av peptidaser, spesielt til cysteine- og metallo-peptidase familier. På grunnlag av deres Ub-protease domene, kan cystein-peptidase Dubs videre organisert i fire underklasser: UB karboksylterminale hydrolaser, familier 1 (UCH) og 2 (USP) [9], ovarial tumor-liknende (otu eller OTUBIAN) proteaser [10], [11], og Machado-Joseph sykdom (MJD eller MACHADO) proteaser [12]. I tillegg har en klasse av DUB metallo-enzymer blitt beskrevet. Den JAB1 /MPN /Mov34 (JAMM) familie [13] Hotell
Dubs delta i reguleringen av flere biologiske funksjoner. Noen Dubs har blitt funnet i kompleks med proteasomet, hvor deres funksjon er nødvendig for proteindegradering og Ub resirkulering [14], [15]. I andre tilfeller er Dubs involvert i ombygging Ub innholdet av target proteiner, en mekanisme kalt Ub-redigering. Denne prosessen kan være involvert i den reddende av feilaktig ubiquitinmolekyler fra proteasomal degradering, eller i den fine modulering av mengde og type UB kjeder knyttet til bestemte substrater [16]. Til slutt, og ikke overraskende gitt den enorme involvering av Ub system i intracellulær signalering, er nesten alle aspekter av celle regulering krysses av Dubs, inkludert regulering av transkripsjon, kromatin remodeling, intracellulær vesikulær menneskehandel, reparasjon DNA, cellesyklusprogresjon, apoptose, og signaltransduksjon kinasekaskader (for senere vurderinger se [17], [18]).
Subversion av Dubs kan derfor endre både den proteolytiske og signal funksjoner i Ub system. Dette er spådd å påvirke cellulære homeostase og, i visse tilfeller, for å fremme cellulær transformasjon. Faktisk har både onkogene og tumorsupres roller foreslått for en rekke Dubs [18], [19], som fører til konseptet at de kan representere attraktive mål for nye kreftbehandlingen ([20], [21] og referanser deri) . Dermed kan en bedre forståelse av de funksjonelle rollene Dubs i kreft har viktige konsekvenser for kreftbehandling, spesielt i lys av nylige fremskritt i utviklingen av DUB-spesifikke små molekyl hemmere [22]. Men å forstå den eksakte rolle Dubs i «ekte» kreft er komplisert av det faktum at Dubs har flere underlag. Dermed kan en atlas av DUB endringer i menneskelig kreft gi et viktig verktøy for å styre fremtidige farmakologiske utviklingen. På genetisk nivå, mutasjoner eller rearrangements /trans av Dubs synes sjelden (med viktig påminnelse om at problemet ikke har blitt grundig undersøkt). Omvendt, endringer i nivåene av uttrykk synes å være hyppigere (for siste vurderinger av kreftrelaterte Dubs, se [18], [19]). Her rapporterer vi den første omfattende screening av endringer i DUB uttrykk i ni kreft hos mennesker. Denne studien representerer det første skrittet mot at det skal utarbeides en systematisk katalog over DUB feilregulering i kreft.
Resultater
Studiedesign
En skjematisk av studiedesign er avbildet i Figur 1A. I alt 89 DUB-koding gener ble analysert ved
in situ
hybridisering (ISH) på multi-svulstvev mikromatriser (TMA). Vi ansatt ISH /TMA som screening plattform fordi blant RNA baserte teknologier, ISH /TMA par fordelene med en medium /high-throughput metodikk (hundrevis av gener kan bli vist på hundrevis av svulster) med de av en høy oppløsning teknologi (hver kjerne kan analyseres ved visuell inspeksjon, for derved å tillate identifikasjon av den cellulære opprinnelse av signalet i et heterogent vev). Vi har tidligere i stor utstrekning validert spesifisitet og det dynamiske området for påvisning av denne fremgangsmåten (for eksempel, sammenlignet med de som kan oppnås med høyt kvantitative metoder, for eksempel Q-PCR), i en rekke store screening prosjekter [23] – [26 ]. Den ISH /TMA screening førte til identifisering av 22 Dubs som ble feilregulert i humane kreftformer, for totalt 34 tilfeller av feilregulering (figur 1A). Valgte Dubs ble utsatt for ytterligere validering ved å analysere deres uttrykk i store årskull av tumorprøver (figur 1A).
A. En ordning med studien design er vist. Venstre (eske i svart), strategi og resultater av ISH /TMA screening; høyre (boxed i rødt), strategi de utvidede analysene (detaljer er i hovedteksten). Alle Dubs uttrykt i humane vev (90, ifølge [8]) ble analysert; Men sekvensen av JAMM familiemedlem ENSG00000198817 ble pensjonert fra ENSEMBL database; dessuten den genomiske sammenheng som denne formodede transkript ble tilordnet (chr2: 58,390,463-58,391,299) (se tabell S1 i [8]) nå tilsvarer den FANCL genet som er en E3 ligase. B. feilregulering av Dubs i kreft hos mennesker. De midlere nivåer av ekspresjon i forskjellige humane tumorer (T) og passet normale vev (N) er vist ved en semi-kvantitativ fargekode, som reflekterer de gjennomsnittlige ISH score. Faktiske score (og
P
verdier) er oppført i tabell S3. Stjernene mark statistisk signifikant (
P
≤.05) forskjeller (sorte stjernene, oppregulering, rød stjerne, nedregulering). ** Godartede nevi ble brukt som normalt vev kolleger for melanomer. *** For ikke-Hodgkin lymfom (NHLS), vi brukte reaktive lymfeknute vev som normalt motstykke.
Analyse av endringer i DUB uttrykk i kreft hos mennesker ved ISH /TMA
Vi skjermet av ISH /TMA ~300 svulster, inkludert karsinomer i bryst, tykktarm-rektum, strupehode, lunge (ikke-småcellet karsinom, NSCLCs), mage, nyre og prostata, non-Hodgkins lymfom (NHLS) og melanomer (sammensetningen av TMA er beskrevet i Tabell S1). I tillegg, vist vi ~260 normale prøver fra de samme vev (ofte, og når det er mulig, fra samme pasient, se tabell S1, for NHL, brukte vi reaktiv lymfeknute vev som normalt motpart, mens for melanom vi brukte godartet nevi ). De 89 siktede Dubs inkludert 55 USPS, 4 UCHs, 5 MJDs, 13 Otus, og 12 JAMMs (oppført og beskrevet i tabell S2).
Av de 89 analyserte utskrifter, 33 (37%) kunne påvises ( ISH stillingen 1) i det minste en av de analyserte vev (tabell S3). De resterende gener var enten ikke målbare (40 gener) eller knapt (16 gener) påvises i de analyserte vev, sannsynligvis på grunn av lav mRNA overflod. Av notatet, i alle tilfeller der antisens prober gitt positive signaler, tilsvarende forstand sonde, brukt som en negativ kontroll, ga ikke nevneverdig signal (data ikke vist). Den komplette sett med resultater er vist i tabell S2 og tabell S3.
Tjueto Dubs ble dysregulerte (67% av alle påvisbare gener og -25% av alle vist gener) i en statistisk signifikant måte (Figur 1B og tabeller S2 og S3) i minst en tumortype (se figur 2 for representative eksempler). Elleve andre DUB mRNA (CYLD, USP2, USP4, USP7, USP15, USP18, USP21, USP25, USP49, PRPF8, OTUB1) ble uttrykt i ulike vev eller svulster, men ble ikke signifikant dysregulerte (se tabell S3). Totalt ble det 34 tilfeller der en spesifikk DUB var signifikant feilregulert i en bestemt tumortype, med hensyn til den normale motstykke; av disse, 22 (65%) ble upregulations, mens 12 (35%) ble downregulations (figur 1B). Påfallende, 9 upregulations skjedde i strupehode karsinom, mens 6 downregulations skjedde i NHLS. Brystkreft var den eneste tumortype der vi observert både opp- og ned-regelverket. Det er ingen Dubs var signifikant dysregulerte i prostata karsinomer, og bare en ble funnet i nyre (UCHL1, nedregulert), noe som tyder på at ulike tumortyper viser ulike nivåer av endring av deubiquitination maskineri. Til slutt, mens 15 Dubs ble funnet å være signifikant dysregulerte i bare én type kreft, 7 (UCHL1, USP9X, USP11, USP10, USP22, COPS5 og COPS6) vises flere endringer i to eller flere krefttyper (Figur 1b).
Eksempler på de dataene som er oppsummert i figur 1B er vist for normale og tumorvev. I hvert par, den øvre panel er et lyst felt (for morfologisk evaluering) og den nedre panel er et mørkt felt (transkripsjoner fremstå som lyse punkter). Forstørrelser av utvalgte områder er også vist under hver enkelt kjerne.
Med terapeutiske implikasjoner i tankene, de mest interessante Dubs ble de uttrykt ved lave eller ikke målbare nivåer i de fleste normale vev, mens blir oppregulert i minst en svulst type. I disse tilfellene feilregulert Dubs vises ofte overekspresjon bare på en brøkdel av tumorprøver, noe som tyder på at deres nivåer kan også være nyttig for pasientutvelgelse til valgbarhet for anti-DUB terapi. For eksempel ble UCHL1 i lungekarsinomer (likeledes i strupen karsinomer) sterkt uttrykt i 7 av 25 tumorprøver (28%), mens den var helt umulig å oppdage i normal motstykke. Videre USP31 ble sterkt uttrykt i 8 av 27 strupehode karsinomer (30%), og bare i 2 av 31 normale vev, hvor dens ekspresjon ble begrenset til den proliferative basallaget (data ikke vist).
utvidet analyse av utvalgte Dubs i store kohorter av kreftpasienter
for ytterligere å undersøke endringer av Dubs i kreft hos mennesker, analyserte vi uttrykk for utvalgte Dubs i store årskull av humane tumorer. Vi satset på NSCLCs og melanomer som eksempler på svulster huser hyppig oppregulering av Dubs, og mage karsinom som eksempler på svulster viser nedregulering av Dubs
I NSCLCs, fire Dubs ble betydelig overuttrykt. JOSD1, COPS5 UCHL1 og USP9X ( Figur 1B). JOSD1 er fortsatt helt uncharacterized på funksjonsnivå, og ble derfor ikke videre undersøkt. COPS5, på den annen side, har blitt grundig karakterisert ved tumorer, inkludert NSCLCs (se Diskusjon), slik at dens ytterligere karakterisering mindre nødvendig. Vi konsentrerte derfor på analyse av UCHL1 og USP9X ved ISH /TMA på et tilfelle samling av 420 påfølgende NSCLC-prøver (beskrevet i Tabell S4). Vi observerte at UCHL1 uttrykk direkte korrelert (P 0,001) med tumor karakter, kjønn og Ki67-ekspresjon, mens USP9X uttrykk direkte korrelert med Ki67 uttrykket (P 0,001; Tabell 1). Videre begge Dubs ble oftere uttrykt i lunge plateepitelkarsinom (SSC), sammenlignet med adenokarsinomer (AC).
I den innledende screening av melanom prøver, fem gener (USP10, USP11, USP22, USP48 og COPS5) ble betydelig overuttrykt, sammenlignet med benign nevi. Vi utførte en grundig analyse på fire av dem (COPS5 ble ikke analysert av de grunner som er nevnt i forrige avsnitt) på en stor melanom sak samling (beskrevet i tabell S5). Uttrykket av tre av fire analyserte genene (USP10, USP11, USP22) var signifikant høyere i metastatisk melanom sammenlignet med benign nevi og primitive svulster (tabell 2), noe som tyder på at deres uttrykk er assosiert med en mer aggressiv og invasiv fenotype. Denne konklusjonen støttes av signifikant korrelasjon observert mellom DUB uttrykk og klinisk-patologisk parametere som er av avansert sykdom (tabell 2), inkludert Breslow indeks (for USP10 og USP22), Clark indeks (for USP22, vises USP11 en border korrelasjon) tilstedeværelsen av sårdannelse (for USP10 og USP22), og antallet av mitotiske celler (for USP10 og USP22, viste USP11 en border korrelasjon). USP48 ekspresjon korrelerte ikke med noen klinisk-patologiske parametrene ettersom lave nivåer av transkript ble påvist i nesten alle tumorprøver (mer enn 95%, data ikke vist). Derfor, i et betydelig antall melanom tilfeller DUB uttrykk korrelert med noen av de sterkeste kjente prognostiske faktorer, prosjektering sin nytte i prognostiske modeller.
Til slutt, vi målte uttrykk for USP1 på en magekreft «progresjon» TMA inneholder normal mage epitel, intestinal metaplasi, dysplasi, primære karsinomer og metastaser (Tabell S6). Vi har observert at ekspresjon av USP1 gikk tapt ved overgangen fra den normale til den metaplastiske tilstand (tabell 3, se også figur 1B og Figur S1). Alle unormale og neoplastiske mage vev var negative for USP1 uttrykk, kan tyde på at denne hendelsen korrelerer med den første delen av omleggingen av mageslimhinnen.
Diskusjoner
Heri, gir vi den første atlas av endringer av DUB uttrykk i kreft hos mennesker. Den fullstendige repertoar av dubs som kodes av det humane genom ble analysert i ni typer kreft, som inkluderte de fire mest vanlige kreftformer (lunge, prostata, bryst, tykktarm-rektum), og som står for ~two tredjedeler av alle krefttilfeller og kreft dødsfall i den vestlige verden.
Tjueto Dubs ble funnet å være signifikant dysregulerte i minst én type kreft. I sju tilfeller (UCHL1, USP9X, USP11, USP10, USP22, COPS5 og COPS6), ble feilregulering observert i mer enn en svulst type. Tatt i betraktning at bare 33 av de 89 filtrerte Dubs vist kvantifiserbare ISH signaler, viser det seg at disse enzymene er ofte endres i humane kreftformer. Selvfølgelig, feilregulering i svulster utgjør ikke
per se
bevis for en årsaks engasjement i kreft. I våre analyser utvidede, men observerte vi en assosiasjon mellom ekspresjon av utvalgte Dubs og relevante klinisk-pathalogical parametre, i noen tilfeller som angir aggressiv sykdom. Disse dataene støtter forestillingen om at i det minste noen av de oppdagede dysreguleringer kan ha en rolle i tumorigenesis. I tillegg kan noen av de preget Dubs gi nyttige markører for diagnose /prognostisk vurdering (f.eks USP10, USP11 og USP22 ved melanom), eller kan representere terapeutiske mål (f.eks Dubs som er høyt uttrykt i svulster, men fraværende i normalt vev ), uavhengig av deres eksakte rolle i tumorgenese.
Flere av de feilregulert Dubs identifisert her har allerede blitt vist å være involvert i kreft (for senere se [18], [19]). For eksempel er COPS5 overuttrykt i mange tumortyper, [27], [28], og dets overekspresjon er forbundet med korte sykdomsfri og total overlevelse i lungekreft [29], [30]. Faktisk COPS5 er foreslått som et mål for anti-kreft narkotika utvikling [31].
USP9X uttrykk har vist seg å fremme selvfornyelse av embryonale stamcelle-avledet nevrale stamceller, som fungerer som en neural stemness -genet [32]; det fremmer celleoverlevelse ved å stabilisere MCL1, noe som er viktig for overlevelsen av stamceller og forløperceller i flere linjene [33]. Vi fant USP9X overexpressed i lungekreft, noe som tyder på at denne hendelsen kan være knyttet til utvidelsen av kreft stamcelle i denne svulsten. En mulighet som garanterer videre etterforskning
oppregulering av UCHL1 uttrykk ble observert i bronkial biopsi av røykere sammenlignet med ikke-røykere [34], og dens uttrykk har vært knyttet til sykdom utfallet i lungekreft [35], [36]. Videre UCHL1 uttrykk i kreft-assosiert fibroblaster av tykktarmskreft ble funnet å være en uavhengig prognostisk faktor for generelle og tilbakefall overlevelse [37]. Til slutt, dets overekspresjon sterkt akselerert lymphomagenesis i Eμ-myc-transgene mus ved forbedringen av AKT signalering [38].
Et annet eksempel er representert ved USP22, som er en del av et lite sett av markørgener er i stand til å forutsi metastatisk potensial og terapeutisk resultat i human kreft [39], [40]. USP22 er overuttrykt i kolorektal kreft og dens aktivering er assosiert med tumorprogresjon og terapi fiasko [41]. USP22 kan utøve sin onkogene potensial gjennom BMI-en onkogen-drevet vei signatur ved å aktivere c-myc-målrettede gener, for eksempel cyclin D2 [41]. Spesielt behandling med USP22 spesifikke siRNA og aiRNA (asymmetrisk interfererende RNA) hemmer veksten av implanterte blæretumorer in vivo [42], eventuelt gjennom nedregulering av MDM2 og cyclin E, noe som resulterer i stabilisering av p53 og p21 og påfølgende cellesyklus-stans [42].
i alle disse tilfellene, våre funn støtter oppfatningen om at disse Dubs spille en viktig rolle i kreft hos mennesker, og videre stille spørsmålet om hvilke er de molekylære mekanismene som er ansvarlig for deres feilregulering. I tillegg vil det være av interesse å teste om genetiske endringer direkte påvirker genene for teser enzymer kan gjenspeiles i kreft.
Omvendt, for mange andre Dubs (USP31, USP39, USP48, PSMD14, USP1, PSMD7 , STAMBP, USP16, USP24, COPS6, EIF3S5 og JOSD1) våre funn representerer, til det beste av vår kunnskap, den første rapporten om endringer i kreft. To av disse Dubs, PSMD7 og PSDM14, er en del av proteosomet, og kan derfor være av direkte betydning for behandling, inkludert pasient lagdeling, i lys av det faktum at den proteasominhibitor effekt er allerede blitt godkjent for behandling av multippelt myelom og mantle celle lymfom [43], og at ytterligere kliniske forsøk for behandling av faste tumorer og andre hematologiske maligniteter pågår [44]. Spesielt ble PSMD14 identifisert som et viktig DUB av 19S lokket komplekset av proteasomet [45]. Dens aktivitet er viktig for underlaget deubiquitination under proteasomal degradering [46], og kan også spille en rolle i redigering av polyubiquitinated substrater som et middel for å kontrollere degradering, eventuelt i en proteasomal uavhengig måte [47], [48]. Videre PSMD14 har vist seg å deubiquitinate transkripsjonsfaktor juni; sin overekspresjon bidrar til juni stabilisering og aktivering av nedstrøms målgener [49], og dermed overdragelse moderat motstand mot cellegifter [50]. Det vil være derfor av interesse å vurdere om den mulige bidrag PSMD14 til kreft hos mennesker skjer gjennom proteosomal avhengig eller-Uavhengig funksjoner.
mulig relevans for DUB dysregulation til kreft hos mennesker er best verdsatt innenfor rammen av tilgjengelig kunnskap om deres rolle i biokjemiske kretser som er involvert i cellulær regulering. Mens en omfattende diskusjon av de kjente funksjonene til alle feilregulert Dubs identifisert i denne studien vil være umulig her (se dog Tabell S2 og [8], [18], [19] for senere vurderinger av de biokjemiske funksjoner av Dubs innblandet i kreft ), vil vi gjerne kort fremheve noen av de funksjonelle egenskapene til de Dubs som i utstrakt grad ble validert i denne studien (USP9X, UCHL1, USP1, USP10, USP11, og USP22). Disse Dubs er involvert i reguleringen av cellefunksjoner som er relevante for kreft, inkludert signaltransduksjonsveier, apoptose, transkripsjon, regulering av kromatin, og DNA-reparasjonsprosesser.
USP9X, UCHL1 og USP11 har vært innblandet i reguleringen av signaltransduksjonsveier. USP9X samhandler med β-catenin
in vitro Hotell og
in vivo product: [51], [52] og sannsynligvis formidler sin deubiquitination, og dermed øke sin halveringstid [51]. UCHL1 kan være involvert i den samme bane, ettersom den danner komplekser med endogene β-catenin, stabiliserer den, og oppregulerer β-catenin /TCF-avhengig transkripsjon [53]. Videre kan UCHL1 og β-catenin positivt regulere hverandre [53]. Effektene av USP9X, og muligens av UCHL1, kan derfor etterligner aktivering av Wnt signalveien, som er kjent for å forårsake β-catenin stabilisering og translokasjon inn i kjernen, og har vært implisert i en rekke humane kreftformer (for oversikter se [ ,,,0],54] – [57]). USP9X kan også fungere som en regulator av den TGF-β veien, en annen signaleringskretser av stor betydning for kreft (oversikt i [58]), som har sett av det faktum at tap av USP9X opphever flere TGF-β genet responser [59]. Mekanistisk kan dette være avhengig av evnen til å aktivere USP9X SMAD4 ved å fjerne dens monoubiquitination, som i sin tur hindrer dannelse av effektoren SMAD2 /SMAD4 kompleks [59]. Endelig er USP11 involvert i reguleringen av NF-kB signalveien [60], [61].
Det er dokumentert at USP9X og USP10 kan være involvert i celleoverlevelses veier. USP9X deubiquitinates og stabiliserer MCL-en, en pro-overlevelse BCL2 familiemedlem [33], som overekspresjon er assosiert med flere neoplastiske tilstander [62] – [64]. USP10, på den annen side, har vist seg å være ansvarlig for den deubiquitination av p53 i cytoplasmaet, slik at dens stabilisering og gjeninntreden i kjernen. Faktisk, nedregulering av USP10 reduserer p53 stabilitet og øker kreftcelle spredning [65], og dermed projisere en rolle som en tumor suppressor. Interessant imidlertid USP10 kan også virke som et onkogen, ved å fremme kreftcelleformering i celler som inneholder mutert p53 [65], et arrangement muligens forbundet med det faktum at noen av p53-mutanter viser avvikende forsterkning-av-funksjon-aktivitet som er stabilisert gjennom deubiquitination av USP10.
det er også bevis for en involvering av USP22 og USP1 i en serie av kjernefysiske hendelser, herunder organisering av kromatin og telomerer, og DNA-reparasjon, undergraving av noe som kan føre til celle transformasjon. USP22 er nødvendig for hensiktsmessig progresjon gjennom cellesyklus, og det er en komponent i den menneskelige SAGA-komplekset, en transkripsjonen ko-aktivator-kompleks. Innenfor SAGA, katalyserer USP22 den deubiquitination av histoner 2A og 2B, og dermed motvirke heterochromatin stanse [66]. Videre deubiquitinates det TRF1, en komponent av den telomere nukleoprotein kompleks som virker som en inhibitor av telomerase [67], og dermed påvirke TRF1 stabilitet og telomer-forlengelse [68]. Til slutt, USP1 deubiquitinates og inaktiverer to komponenter av DNA-reparasjonsmekanismer: FANCD2 (en komponent av den fanconi anemi reaksjonsveien) [4], [69] og PCNA [70]. Ubiquitinering av FANCD2 og PCNA er viktig for deres roller i DNA-reparasjon [71], [72], noe som tyder på at omveltning av USP1 i humane kreftformer kan gripe inn i transformasjon hendelser gjennom endringer av DNA reparasjon trasé.
Til slutt, interactome av humane Dubs har nylig blitt rapportert [73], som forbinder Dubs til diverse cellulære prosesser, inkludert protein turnover, transkripsjon, RNA-bearbeiding, DNA-skade, og endoplasmatiske retikulum-assosiert degradering. Den DUB interactome gir grunnlaget, hvorpå flere lag av kompleksitet kan nå legges, for eksempel atlas av DUB endringer i kreft rapportert her, for å bygge en referanse kartet for pleiotropisk involvering av Dubs i cellulær homeostase.
Materialer og metoder
Etikk uttalelse
Skriftlig informert samtykke for forskningsbruk av biologiske prøver ble innhentet fra alle pasienter, og forskningsprosjektet ble godkjent av Institutional Etisk Komité. Nåværende Medlemmer av IEO etikkomiteen: Luciano Martini (styreleder), direktør for Institute of Endocrinology, Milan; Apolone Giovanni (nestleder), sjef for translasjonell og Outcome Research Laboratory og «Mario Negri» Institute, Milan; Bonardi Maria Santina, leder for sykepleietjenesten – European Institute of Oncology, Milano; Cascinelli Natale, vitenskapelig leder – National Cancer Institute, Milan; Gallus Giuseppe, Director – Institutt for medisinsk statistikk – Milan; Gastaldi Stefano, psykolog og psykoterapeut, vitenskapelig direktør Attivecomeprima; Goldhirsch Aron, direktør ved Institutt for indremedisin – European Institute of Oncology, Milano; La Pietra Leonardo, Chief Medical Officer – European Institute of Oncology, Milano; Loi Umberto, Export i juridiske prosedyrer, Monza; Martini Luciano (Presidente), Director – Institute of Endocrinology, Milano; Merzagora Francesca, president i italiensk Forum for Europa Donna, Milano; Omodeo Sale «Emanuela, Director of Pharmaceutical Service, European Institute of Oncology, Milano; Pellegrini Maurizio, leder for den lokale helse District, Milan; Rotmensz Nicole, leder for Quality Control Unit, European Institute of Oncology, Milano; Tomamichel Michele, direktør, Sottoceneri Sociopsychiatric Organisasjon, Lugano Sector Kantonens; Monsignor Vella Charles, Bioethicist og teolog, S. Raffaele-sykehuset og Scientific Institute, Milan; Veronesi Umberto, vitenskapelig direktør, European Institute of Oncology, Milan
OBSERVATØRER:. Ciani Carlo, administrerende direktør, European Institute of Oncology, Milano; Della Porta Giuseppe, forskning koordinator, European Institute of Oncology, Milano; Michelini Stefano, administrerende direktør i European Institute of Oncology, Milan
SECRETERIAT OFFICE. Nonis Atanasio (leder), kontrollerte kliniske studier Kontor, European Institute of Oncology, Milano; Tamagni Daniela (assistent), kontrollerte kliniske studier Kontor, European Institute of Oncology, Milano.
Identifisering og valg av Dubs, cDNA maler og sonden forberedelse
Vi brukte Pfam (Pfam 22,0, juli 2007) [74], den Interpro (Interpro 16,0, august 2007, https://www.ebi.ac.uk/interpro/), og SMART databaser for å hente alle proteiner som inneholder en av de fem Ub-protease domener. Etter å ha fjernet overlappende sekvenser, vi identifisert 55 USPS, 4 UCHs, 5 MJDs, 13 Otus, og 12 JAMMs, som representerte de 89 genene vist på TMA (tabell S2).
EST kloner ble hentet fra vår in- huset Unigene klone samling, eller fra BILDER (https://www.imagenes.de/). Alle kloner ble sekvensen verifisert. BLAST søk ble utført for å identifisere de mest spesifikke ~300 bp regioner, som deles av flest transkripsjon varianter for hvert enkelt gen, og riboprober ble syntetisert som tidligere beskrevet [23].
Vevsprøver
for storskala screening studie, formalinfiksert og parafininnebygd prøvene ble levert av patologi Avdelinger av Ospedale Maggiore (Novara), Presidio Ospedaliero (Vimercate), og Ospedale Sacco (Milan). Prøvene ble oppstilt på forskjellig TMA (tabell S1), fremstilt i det vesentlige som tidligere beskrevet [23], [25], [75]. Hver prøve ble kledd i duplikat (også for TMA konstruert for den utvidede analyser, se nedenfor). Detaljer om TMA ingeniør er i tabell S1
For de utvidede analyser av representative Dubs, vi brukte tre forskjellige kohorter.
Lungekreft kohort. Vi laget lunge-spesifikke TMA består av 420 NSCLCs (244 adenokarsinomer og 176 plateepitelkarsinom), levert av European Institute of Oncology (Milan). Kliniske og patologisk egenskaper er rapportert i tabell S4.
melanoma kohort. Vi laget en melanom-progresjon TMA består av 32 godartede lesjoner (nevi), 138 primære melanomer, og 62 metastatiske melanomer levert av patologi Avdelinger av Ospedale S. Paolo (Milan) og ved European Institute of Oncology (Milan). Kliniske og patologisk egenskaper er i tabell S5.
Magekreft kohort.
