泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system）主要由泛素、泛素活化酶E1、泛素交联 酶E2、泛素连接酶E3、E4、蛋白酶体和去泛素 化酶组成，存在于所有真核细胞内。泛素与蛋白 质结合是蛋白质选择性降解的信号，也可以介导 多种细胞过程包括蛋白质定位、细胞周期调控、 转录调控、DNA损伤修复和内吞作用。研究表明 泛素酶在肿瘤中作为癌基因或抑癌基因起作用； 除蛋白酶外，这一系统中泛素连接酶E3和去泛素 化酶能够特异性识别相应的底物，使得多种疾病 （包括肿瘤）治疗的靶点研究成为热点。去泛素 化酶是一类蛋白酶家族，主要分为以泛素羧基末 端水解酶家族和泛素特异性加工酶家族等为主的 5种类型。其中泛素特异性加工酶家族(ubiquitinspecific proteases，USPs)是目前已知的去泛素 化酶中成员最多、结构最具多样性的一类，约 有50余种，亦属半胱氨酸蛋白酶，包括UBP41 （USP2）、UBP4、HAUSP、USP28、A20和USP9x 等，目前认为它们与肿瘤的发生发展有关^[1]，但目 前的研究均未深入，其中USP2与肿瘤的关系得到 了较多关注，但存在分歧。 1 usp2基因与表达

usp2基因位于人类染色体11q23.3，在猩猩、 大鼠、小鼠等高度保守，共13个外显子，在5’端 不同的切割产生不同的亚型，如小鼠可以产生 usp2-69-v1、usp2-69-v2、usp2-69-v3、usp2-45， 其对应翻译的氨基酸长度分别为619（69.5kDa） 和396（45.2 kDa）^[2]，人类转录翻译后产生不同 长度的蛋白如USP2a、USP2b和USP2c^[3]，但是在网站(http://www.uniprot.org/uniprot/O75604)中将其 不同的产物分别称之同型1、2、3和4，其对应的氨基酸长度分别为605、353、362和396，从259位 开始氨基酸序列基本相同；其中1型为经典型，即 通常认为的USP2a；2型与1型相比，为第1至252 位氨基酸缺失，其中第253至258位氨基酸组成为 MLNKAK，而1型为PGRDGM；2型与目前文献中 描述的USP2b^[4]和USP2c^[3]有相同之处；而3型和4 型在肿瘤方面的研究较少。目前针对USP2羧基端 的抗体已知USP2a和USP2b^[5]，但针对USP2氨基端 的抗体存在特异性认识；推测不同亚型的氨基端 差异与底物特异性有关^[3]。

USP2a mRNA在哺乳动物的大脑中含量较 高，受生物钟基因CLOCK蛋白的调控^[6]。目前的 研究表明，在小鼠和大鼠中，USP2a mRNA在很 多正常组织中有表达，尤其睾丸组织的表达水平最 高^{[2, 7]}；但是蛋白表达模式不一致，Metzig等^[4]认为 USP2a蛋白在多种肿瘤以及其相应的正常组织中均 表达，以半定量的方式评估表达水平显示，在大 脑、胃、食管、膀胱、甲状腺和卵巢组织中为中 度表达，在结肠、肝脏、肾脏、前列腺、肺、睾 丸和乳腺组织中为高表达，而在相应的肿瘤组织 中表达水平降低；而Priolo等^[8]的研究与上不同， 在44%（13/30）前列腺癌组织中USP2a mRNA表 达水平为相应正常组织的1.6倍至104倍（中位5.47 倍），而且免疫组织化学显示蛋白高表达于前列 腺癌的腺体细胞胞质中，相应前列腺上皮组织中 仅在基底膜上有表达。出现这种差异的原因可能 与所应用的USP2a抗体不同有关。2 usp2基因与蛋白表达对肿瘤发生发展的影响

目前USP2蛋白在肿瘤中的研究主要在其功 能方面，研究其底物蛋白的含量变化及对细胞增 殖、成瘤、浸润方面的研究居多。研究方法包括 应用蛋白质组学的方法筛选USP2蛋白的底物蛋 白、应用免疫共沉淀和泛素化相关的蛋白质降解 等方法明确底物蛋白的特性；再应用RNA干扰 的方法使基因沉默，研究其蛋白表达下降与下游 蛋白底物的关系，并观察对细胞生物学行为的影 响；或者相反，应用基因转染技术使USP2蛋白在 一些永生的非肿瘤细胞中高表达，观察其成瘤特 性。目前主要是在细胞水平的研究，也有一些研 究涉及体外动物实验，但均较少；而在临床相关 研究中，仅对少数几种癌症如前列腺癌和乳腺癌 进行了初步研究，缺少USP2蛋白表达与临床病理 学特征以及预后方面的资料。usp2在肿瘤方面的 功能研究主要取得了如下进展。2.1 USP2蛋白高表达促进肿瘤形成

当USP2在一些非转化的上皮细胞高表达时， 展示了致癌行为，如NIH3T3高表达USP2a后，移 植至裸鼠体表显示了成瘤能力（12/12）,而对照组 无一例有成瘤能力^[8] ，表明usp2基因具有癌基因特 征。但是人体中具体的表达情况还存在争议，作 者初步的研究表明胃癌肿瘤组织中USP2蛋白较癌 旁组织高^[9]。目前usp2基因表达以及蛋白含量调控 方面与肿瘤相关的研究很少。USP2蛋白高表达成 瘤能力的形成与以下方面有关:2.1.1 USP2蛋白表达影响脂肪代谢，主要通过底物蛋白脂肪酸结合酶（Fatty Acid Synthase，FASN）起作用

FASN在乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌以及消化 道肿瘤中都存在高表达，是一种与代谢有关的癌 基因，有助于肿瘤自身合成内源性脂肪酸，调控 细胞周期，促进肿瘤生长与发展。研究表明，在 前列腺癌组织中，USP2a在胞质中高表达，应用亲 和色谱法、质谱技术和免疫共沉淀等方法研究雄 激素依赖的前列腺癌细胞系，表明FASN是USP2a 的底物。USP2a与FASN一样的表达与雄激素有 关，雄激素表达减少后导致二者的表达也降低； 进一步研究表明，增加USP2蛋白的表达后，它可 以去泛素化FASN，使其不被降解而在肿瘤内的水 平得到稳定，导致肿瘤增殖；相反，应用各种方 法耗竭USP2a后，FASN蛋白减少，导致前列腺癌 细胞凋亡^[10]。 2.1.2 USP2蛋白表达影响细胞周期进程，导致肿瘤形成

cylin D1是细胞周期进程中G1期至S期的重要调 控分子，在很多不同类型的肿瘤中表现为高表达， 它也是USP2a的底物，后者可以直接与其结合，并 抑制其降解而促进cyclin D1的稳定性。很多乳腺癌 细胞系中可以见到USP2蛋白和cyclin D1蛋白的高表 达；应用基因沉默技术使USP2a表达降低后，可以 导致高表达cyclin D1的肿瘤细胞中cyclin D1水平明 显降低甚至消失，而且抑制细胞生长^[11] 。

cyclin A1是细胞周期进程中S期至G2期的重 要调控分子，研究表明它是USP2的底物蛋白。当 USP2a的表达在膀胱癌细胞系中增加时，肿瘤细胞 增殖、浸润、迁徙的能力增强，并且对多种化疗 药物耐药，相反当USP2a的表达降低时，肿瘤细胞 的增殖等能力降低；所有这些表现是通过去泛素 化cyclin A1蛋白起作用的。

以上结果说明USP2a可以通过去泛素化细胞周期蛋白改变肿瘤的生物学行为，因此它可能是所 有高表达以上细胞周期蛋白的肿瘤的治疗靶点^[12]。

USP2蛋白表达影响肿瘤的细胞分裂进程。 Aurora-A是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，它调控分裂 事件，包括中心体成熟、分裂纺锤体形成、染色 体分离至胞质分裂，其转录受Akt通路调控。研究 表明，USP2a和Aurora-A在多种癌中存在高表达， 如Aurora-A在乳腺癌中高表达，并且预后更差^[13]。 而通过USP的siRNA文库分析表明，Aurora-A是 USP2a的底物，其稳定性受后者调控，即USP2a水 平降低时会导致Aurora-A水平降低并影响肿瘤细 胞的分裂进程，应用膀胱癌细胞系研究表明应用 siRNA技术使USP2基因沉默后，细胞增殖能力减 弱，但增加Aurora-A可以部分逆转以上效应^[14]。 2.2 耗竭USP2蛋白导致肿瘤细胞凋亡

以上的研究表明，USP2蛋白的高表达导致肿 瘤形成，细胞浸润、迁徙的能力增强；但是应用 各种方法如RNA干扰技术耗竭前列腺癌细胞中的 USP2a蛋白后，导致前列腺癌细胞凋亡^[10]；除前列 腺癌细胞系外,应用基因沉默技术降低USP2a蛋白 表达后,一些结肠癌、乳腺癌和肉瘤细胞系也会出 现凋亡，而且本身高表达USP2蛋白的细胞系尤为 明显^[10]。

应用芯片技术分析前列腺癌组织，当USP2低 表达时，死亡相关基因及p53蛋白的靶基因表达上 调，而USP2a高表达通过抑制p53基因的功能促进 癌形成^[8]。进一步研究表明，USP2蛋白影响抑癌 基因p53的功能是通过其E3结合酶Mdm2和MdmX 进行的，Mdm2是一种E3泛素连接酶，通过与p53 的转录激活区结合后导致蛋白质降解，Mdm2– MdmX二聚体促进p53的泛素化并降解，这提示 MdmX能够间接调控p53的稳定性。MdmX蛋白本 身作为Mdm2泛素连接酶E3的底物可被降解。研 究表明，USP2a能够去泛素化Mdm2，但不能逆 转Mdm2介导的p53泛素化^[5]；进一步研究表明， MdmX蛋白也是USP2a的底物。USP2a高表达能 够去泛素化MdmX，并且阻止Mdm2介导的MdmX 蛋白降解；而USP2a基因沉默增强MdmX降解,表 明内源性USP2a能够调控MdmX蛋白的稳定性。 USP2高表达可以导致p53蛋白快速降解，部分解释 了其对p53基因功能的抑制作用^[15]。

另外、USP2蛋白可以对肿瘤化疗的效应产生 影响，顺铂处理前列腺癌细胞后,USP2a mRNA和 蛋白质水平都下调，同时USP2a基因沉默后导致癌 细胞对化疗的敏感度增强，而人工高表达USP2可 以阻止化疗药物诱导的前列腺癌凋亡^[10]，这说明 USP2a是p53蛋白功能重要的抑制基因，对于具有 野生型p53基因表达的肿瘤是潜在的治疗靶点^[14]。 以上研究表明，肿瘤细胞中USP2蛋白的高表 达，主要通过去泛素化其多个底物蛋白，影响其 降解，在翻译后水平调控其含量，再影响下游信 号，影响肿瘤细胞的增殖、浸润和迁徙，是肿瘤 治疗的潜在靶点。 2.3 TNF诱导的促凋亡效应需要USP2蛋白的参与

与以上的观点相反，Allende等^[15]认为41kDa的 USP蛋白高表达导致293T、HeLa细胞和MCF-7细 胞的凋亡；Mahul-Mellier等^[3]进一步的研究认为， 69kDa的USP2a蛋白介导TNF受体的凋亡信号， 当TNF与其受体结合后诱导受体三聚化，并且将 TRADD、RIP1和TRAF2招募至细胞质区域。泛素 化结合酶TRAF2能够结合K63泛素链，并将它们偶 联RIP1蛋白，这两种泛素蛋白链将导致NF-κB激活 和细胞生存。而USP2a能够从RIP1和TRAF2上去 掉泛素链，同时使IκBα重新出现，后者使抗凋亡 分子NF-κB失活；而游离的RIP1能够激活caspase-8 并诱导细胞死亡。随后的研究^[3]表明，USP2c也能 够去泛素化TRAF2，这两种同型分子在细胞内的 定位说明了它们的功能存在重叠，应用基因沉默 技术显示，USP2c表达降低才是细胞凋亡的主要原 因，而单独失活USP2a对细胞生存无影响；研究发 现，TRAF2能够抑制USP2a对K48泛素链的效应， 但不能抑制K63泛素链效应。因此USP2a和TRAF2 的比值决定细胞对死亡信号的敏感性，同时USP2a 的促凋亡作用需要死亡信号的存在，如TNF的刺 激。Michael Boutros等^[4]的研究认为，TNF与其受 体结合后，NF-κB的转位必需USP2蛋白的存在， 基因沉默技术导致USP2表达降低的Hela细胞接受 TNF分子刺激后，其总的IκBα水平较对照组高，说 明能够降低IκBα磷酸化；应用HEK293T细胞研究 时，应用基因沉默技术降低USP2a（69kDa）表达 后，NF-κB活性下降并出现细胞凋亡，这些结果与 上述不一致，但是降低USP2b（41kDa）表达并不 会导致NF-κB活性降低。因为目前很多肿瘤中NF-κB表达增高，并认为与肿瘤形成及发展有关，笔 者推测在乳腺癌中USP2a的表达水平降低与癌形成 有关^[4]。

除了在肿瘤细胞的研究外，在半乳糖胺/TNF-α 诱导的肝损伤小鼠模型中发现，应用TNF-α预处理 可以降低肝脏中USP2蛋白的水平，导致肝细胞凋 亡减少，这也间接佐证了USP2蛋白高表达可以导致细胞凋亡^[17]。总之，在TNF诱导细胞凋亡的过程 中需要USP2蛋白的存在，但哪种分子高或低表达 导致的凋亡仍然有争议。3 小结及展望

usp2是癌基因，其在肿瘤的高表达导致肿瘤形 成，并可以保护癌细胞免于死亡；另一种观点则 相反，认为usp2是促进凋亡的基因。出现以上不 一致的原因可能是在肿瘤中存在不同的同型USP 分子，如USP2c可能的作用主要是促进细胞凋亡， 而其他同型蛋白可能导致癌基因作用；现有抗体 并不能明确针对哪一种分子，因此文献中描述的 USP2a蛋白可能包括其他类型的USP2蛋白，导致 临床上仍然不能确定不同长度的USP2蛋白在肿瘤 中的作用，因此对肿瘤采取大规模的筛查，并且 采用不同长度的USP2的mRNA和蛋白检测肿瘤， 才能明确它们的作用；同时USP2蛋白针对的泛素 链也不同，如USP2蛋白底物RIP1偶联的泛素链是 K63泛素链主要介导信号效应，导致细胞凋亡， 而其他底物如FASN、MdmX、Cyclin D1等偶联的 K48泛素链主要介导其偶联分子的蛋白降解；目前 认为高USP2表达导致细胞凋亡一般需要细胞因子 TNF的诱导，而TNF导致细胞凋亡的过程又是导致 USP2下调的原因，这也部分解释了以上矛盾。因 此，尽管目前研究认为USP2是肿瘤形成中的关键 分子，仍然需要进一步明确不同USP2同型分子的 分布及功能，为药物开发作更充分的准备。