乙酰化修饰调控USP7-TRIM25轴驱动非小细胞肺癌恶性进展的机制与治疗意义

本刊推荐：为解决非小细胞肺癌（NSCLC）中TRIM25蛋白异常高表达及其调控机制不明的关键问题，研究人员开展了针对TRIM25乙酰化修饰的调控机制研究。研究发现乙酰转移酶CBP和去乙酰化酶SIRT7通过动态调控TRIM25第392位赖氨酸（K392）的乙酰化水平，影响其与去泛素化酶USP7的相互作用，进而调控TRIM25的K48泛素化修饰和蛋白稳定性。该研究揭示了乙酰化修饰在NSCLC进展中的关键作用，为靶向TRIM25乙酰化治疗NSCLC提供了新的策略。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌（NSCLC）约占所有肺癌病例的85%。NSCLC以其快速进展和高侵袭性而闻名，尤其是在晚期阶段。尽管靶向治疗和免疫治疗等新医疗手段取得了重大进展，但NSCLC患者的预后仍然较差。因此，研究NSCLC生长和转移的潜在机制，以及识别潜在的生物标志物和治疗靶点，具有关键的临床重要性。

在这项研究中，研究人员聚焦于TRIM25（Tripartite motif containing 25），一种E3泛素连接酶，在多种癌症中频繁高表达，并在肿瘤增殖、转移和耐药性中发挥重要作用。然而，TRIM25在NSCLC中如何被调控，尤其是其蛋白表达的上游机制，尚不清楚。为了解决这一问题，研究人员从翻译后修饰（PTM）的角度入手，探索了乙酰化修饰对TRIM25的调控作用及其在NSCLC进展中的功能。

研究发现，TRIM25在NSCLC组织中高表达，且与患者的不良预后相关。通过体内外实验，研究人员证实TRIM25促进NSCLC细胞的增殖、迁移和侵袭。机制上，乙酰化修饰被鉴定为调控TRIM25蛋白稳定性的关键PTM。具体而言，乙酰转移酶CBP（CREB-binding protein）介导TRIM25第392位赖氨酸（K392）的乙酰化，而去乙酰化酶SIRT7（Sirtuin 7）则拮抗这一修饰。值得注意的是，TRIM25的乙酰化增强了其与去泛素化酶USP7（ubiquitin specific peptidase 7）的相互作用，从而减少了TRIM25的泛素化水平，提高了其蛋白稳定性。

本研究首次揭示了TRIM25在NSCLC中的乙酰化修饰机制，并强调了乙酰化依赖的USP7-TRIM25轴在驱动NSCLC恶性进展中的重要作用。这些发现不仅为理解TRIM25的调控提供了新视角，还为开发靶向TRIM25乙酰化的抗肿瘤策略奠定了理论基础。

研究人员在开展本研究时，主要应用了以下关键技术方法：首先，利用免疫组织化学（IHC）染色分析NSCLC组织芯片中TRIM25的表达水平；其次，通过细胞培养和稳定转染技术构建TRIM25过表达和敲低细胞系；第三，采用Co-IP（免疫共沉淀）和WB（Western blot）技术检测蛋白相互作用和修饰水平；第四，通过体内动物模型（包括皮下移植瘤和尾静脉转移模型）评估TRIM25的肿瘤促进功能；第五，利用质谱分析鉴定TRIM25的乙酰化位点；第六，通过点杂交和ELISA实验验证定制抗体（AcK392-TRIM25）的特异性；第七，结合TCGA数据库进行生物信息学分析；第八，使用荧光显微镜和免疫荧光（IF）技术观察蛋白共定位；第九，通过CHX（放线菌酮）实验评估蛋白半衰期；第十，应用银染和泛素化实验探究蛋白降解途径。临床样本来源于苏州大学附属第一医院经患者知情同意的NSCLC组织。

TRIM25蛋白在NSCLC中上调并与不良预后相关

通过免疫组织化学（IHC）染色分析，研究发现TRIM25蛋白水平在NSCLC组织中显著高于癌旁组织。此外，TCGA数据库分析进一步验证了这一趋势。临床生存分析显示，TRIM25高表达患者的总生存期（OS）较差，表明TRIM25可作为NSCLC患者的潜在预后标志物。

TRIM25促进NSCLC细胞体外和体内生长

通过构建TRIM25过表达和敲低细胞系，研究发现TRIM25过表达增强NSCLC细胞活力，而敲低TRIM25则抑制细胞活力。Edu实验进一步证实TRIM25过表达促进细胞增殖。体内动物实验显示，TRIM25过表达显著增加皮下移植瘤的重量和体积，并上调Ki67和PCNA表达；相反，TRIM25敲低则抑制肿瘤生长。这些结果表明TRIM25显著增强NSCLC细胞的生长能力。

TRIM25促进上皮间质转化（EMT）、迁移和侵袭以及体内转移

研究发现TRIM25过表达上调间质标志物（N-cadherin和Vimentin）表达，下调上皮标志物（E-cadherin）表达，而TRIM25敲低则相反。划痕实验和Transwell实验表明TRIM25过表达增强细胞迁移和侵袭能力。体内尾静脉转移模型显示TRIM25过表达增加肺转移结节数量，而TRIM25敲低则减少转移。这些发现表明TRIM25是NSCLC生长和转移的关键驱动因子。

TRIM25被CBP和SIRT7分别乙酰化和去乙酰化

通过免疫共沉淀（Co-IP）实验，研究发现TRIM25在NSCLC细胞中被乙酰化修饰。进一步筛选发现CBP是主要的乙酰转移酶，而SIRT7是去乙酰化酶。Co-IP和IF实验证实TRIM25与CBP和SIRT7相互作用，且CC结构域是相互作用的关键区域。这些数据表明CBP和SIRT7是调控TRIM25乙酰化修饰的分子开关。

TRIM25主要在K392位点被乙酰化

通过质谱分析，研究鉴定出TRIM5的五个潜在乙酰化位点，其中K392是主要的乙酰化位点。点杂交和ELISA实验验证了定制抗体（AcK392-TRIM25）的特异性。WB分析显示CBP催化K392乙酰化，而SIRT7拮抗这一修饰。临床组织样本分析表明TRIM25乙酰化在肿瘤细胞中显著上调，提示其在NSCLC进展中的潜在作用。

乙酰化通过抑制K48泛素化修饰稳定TRIM25

研究发现NAM（去乙酰化酶抑制剂）处理增加TRIM25蛋白水平，但不影响mRNA表达。CHX实验显示乙酰化增强TRIM25蛋白稳定性。进一步实验表明TRIM25主要通过蛋白酶体途径降解，乙酰化抑制K48泛素化修饰，从而稳定TRIM25蛋白。这些结果说明乙酰化通过抑制泛素化修饰维持TRIM25高表达。

TRIM25去乙酰化抑制NSCLC肿瘤进展

通过体外功能实验，研究发现TRIM25-K392R突变体（去乙酰化模拟）显著抑制NSCLC细胞增殖、迁移和侵袭能力。体内动物实验进一步证实TRIM25-K392R抑制肿瘤生长。这些结果表明靶向TRIM25乙酰化可能是一种新的NSCLC治疗策略。

TRIM25乙酰化促进其与USP7的结合

通过质谱和数据库筛选，研究鉴定出USP7和USP15作为TRIM25的潜在去泛素化酶。Co-IP实验证实USP7与TRIM25相互作用，且乙酰化增强这一相互作用。TCGA数据库分析显示USP7高表达与NSCLC患者不良预后相关。功能实验表明USP7通过去泛素化稳定TRIM25，且这一效应依赖于TRIM25的乙酰化修饰。这些发现揭示了乙酰化调控TRIM25稳定性的新机制。

本研究系统阐述了乙酰化修饰在调控TRIM25蛋白稳定性和NSCLC恶性进展中的关键作用。研究发现CBP和SIRT7动态调控TRIM25第392位赖氨酸的乙酰化水平，进而影响其与USP7的相互作用和泛素化修饰。TRIM25乙酰化通过抑制K48泛素化修饰提高蛋白稳定性，从而促进NSCLC细胞增殖、迁移和侵袭。这些发现不仅揭示了TRIM25调控的新机制，还为开发靶向乙酰化修饰的抗肿瘤策略提供了理论依据。未来研究可进一步探索靶向TRIM25乙酰化的药物设计，以及乙酰化修饰在其他癌症中的普适性，为临床治疗提供新方向。