近日，汕頭大學醫學院李恩民教授/許麗艷研究員帶領的食管癌分子病理課題組首次探究了胞質分裂蛋白Anillin(ANLN)在食管癌中的作用及臨床意義，并且將USP10鑒定為ANLN新的去泛素化酶。該研究為食管癌治療提供了新靶點和候選化合物。相關研究在線發表于《細胞死亡與分化》。
泛素化系統通常介導底物蛋白降解，其中E3連接酶和去泛素化酶大多具有底物識別的特異性，因此有望從中開發治療靶點。盡管泛素化修飾在有絲分裂中的作用已基本確立，但對去泛素化知之甚少。ANLN是一種有絲分裂相關蛋白，通過招募收縮環組分如RhoA，F-actin和myosin II等促進胞質分裂。ANLN在G2/M期表達最高并在有絲分裂退出時被E3連接酶APC/C-Cdh1降解。然而，尚不清楚ANLN的泛素化與癌癥發展的關系，也沒有報道ANLN是否被去泛素酶調控;ANLN在食管癌中的作用也尚不清楚。
在該項工作中，研究人員首先通過數據集和臨床樣本等大量證據支持ANLN在食管癌進展中的重要性，并發現高表達的ANLN促進食管癌細胞的分裂與增殖。接著，蛋白質譜技術鑒定了ANLN的相互作用蛋白組，并發現了一些潛在的ANLN去泛素化酶。他們通過免疫共沉淀和pull down實驗證實去泛素化酶USP10與ANLN相互作用，USP10可移除ANLN的K11和K63多聚泛素化鏈從而增強ANLN的蛋白穩定性。
然后，研究人員使用細胞周期同步化，流式細胞術和免疫熒光等證實USP10穩定ANLN以控制M/G1期轉換和收縮環的正確定位。深入的機制研究中，進一步證實了USP10，Cdh1與ANLN在體內外形成一個大的復合物，且USP10和Cdh1的結合不依賴于ANLN的蛋白水平，表明了一種非競爭式結合的分子模型。USP10和Cdh1互相平衡ANLN的泛素化和蛋白水平以促進有絲分裂進程。
研究人員還通過分析食管癌組織樣本發現USP10和ANLN的表達呈正相關，且均與患者的不良預后相關。這些結果提示，USP10-ANLN軸是食管癌進展中的關鍵因子。最后，他們通過蛋白質組學等技術手段，將一種從中國本土鏈霉菌FIM-04-806的發酵產物中分離的天然化合物F806，鑒定為USP10-ANLN軸的潛在抑制劑。F806在動物和細胞水平均抑制ANLN蛋白表達并促進其泛素化降解;使用Ub-VS和Ub-AMC等探針證明F806能有效抑制USP10去泛素化酶活性;表面離子共振技術(SPR)也鑒定了F806能直接結合USP10。F806通過抑制USP10-ANLN軸顯著延遲了食管癌細胞的有絲分裂進程。
該研究揭示了一個新穎的胞質分裂調控軸，這為食管癌的治療和藥物研發提供了新見解。
上述研究工作得到國家自然科學基金、廣東省教育廳創新團隊基金、廣東省教育委員會基金、廣東省科技創新戰略專項基金、李嘉誠基金會(交叉研究項目)等多個項目的大力支持。汕頭大學醫學院曹宇飛博士為該論文第一作者，謝雷助理研究員為共同第一作者，許麗艷、李恩民為通訊作者。
