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Wnt/β-catenin信号通路的异常激活与包括结直肠肿瘤在内的多种肿瘤的发生发展密切相关。泛素-蛋白酶体途径因调控Wnt信号通路关键组分的稳定性和功能以及受体的成熟,运输和降解等环节,在Wnt信号通路转导过程中发挥着重要的作用。作为泛素-蛋白酶体途径的负调控因子,泛素特异性蛋白酶USP7通过调控MDM2-p53复合体的功能,在肿瘤的发生发展中扮演着重要角色,然而越来越多的研究表明USP7也通过多种p53非依赖的分子机制调控肿瘤的发生。 我们前期的研究表明USP7正向调控Wnt信号通路,提示USP7与结直肠肿瘤的发生发展相关,本研究我们深入探讨了USP7与结直肠肿瘤发生的关系以及作为肿瘤治疗靶点的潜力。研究发现USP7的表达在结直肠肿瘤细胞系及患者组织中均发生上调,并且同患者的不良预后密切相关。使用shRNA介导的USP7的敲低抑制了不同p53背景的结直肠肿瘤细胞系的增殖,表明USP7参与了结直肠肿瘤发生的调控,是潜在的结直肠肿瘤的治疗靶点。 利用USP7小分子抑制剂P5091作为化学探针,我们进一步探讨了USP7通过调控Wnt信号通路调控结直肠肿瘤发生的分子机制以及其作为肿瘤治疗分子靶点的潜力。实验结果显示P5091可抑制HEK293细胞中由Wnt1和Wnt3a配体诱导的Wnt信号通路激活,同时也可抑制由于APC或CTNNB1基因突变导致的Wnt信号通路过度激活的结直肠肿瘤细胞系中的Wnt信号通路活性。蛋白免疫印迹实验进一步表明P5091可显著下调Wnt靶基因Axin2,c-Myc和survivin的蛋白水平。进一步的机制研究表明P5091通过促进Wnt信号通路核心转录因子β-catenin的泛素化水平,从而加速其降解。MTS检测结果表明P5091显著抑制多种结直肠肿瘤细胞系的增殖,siRNA技术敲低肿瘤细胞中β-catenin的表达后,P5091的增殖抑制活性明显降低,表明Wnt信号通路参与了P5091介导的细胞毒活性。同时流式分析表明P5091能够引起不同p53背景的结直肠肿瘤细胞系的周期阻滞和凋亡,提示了在结直肠肿瘤细胞中,USP7抑制诱导的细胞凋亡并不依赖p53的功能。HCT116裸鼠移植瘤实验结果表明P5091可有效抑制体内肿瘤的生长,同细胞水平一致,对肿瘤组织蛋白免疫印迹分析发现,P5091下调了肿瘤组织中β-catenin和Wnt靶基因的表达。总之,我们的研究表明USP7与结直肠肿瘤发生密切相关,是非常具有潜力的结直肠肿瘤治疗的分子靶点,USP7的小分子抑制剂作为治疗结直肠肿瘤的候选药物值得深入探究。研究结果不仅为进一步阐明结直肠肿瘤发生的分子机制提供了重要信息,也为靶向Wnt信号通路治疗结直肠肿瘤提供了新的理论依据。