USP34作为急性髓系白血病新型预后标志物：免疫调控与细胞增殖的双重作用

《Hormones & Cancer》：Ubiquitin-specific protease 34 serves as a novel prognostic biomarker through correlating with immune responses and cell proliferation in acute myeloid leukemia

本研究针对急性髓系白血病(AML)预后标志物缺乏的临床难题，通过生物信息学分析和功能实验验证，首次揭示去泛素化酶USP34在AML中高表达且与不良预后显著相关。研究发现USP34通过调控Treg细胞等免疫细胞浸润和促进白血病细胞增殖双重机制参与白血病的发生发展，为AML靶向治疗提供了新的潜在靶点。

　　

急性髓系白血病(AML)是一种起源于骨髓髓系前体细胞的恶性血液肿瘤，其特征是白血病原始细胞的异常增殖和分化阻滞。尽管近年来治疗手段不断进步，但AML患者的总体预后仍然较差，复发率高居不下。这种疾病的遗传复杂性导致许多驱动机制尚未明确，因此寻找新的生物标志物对于改善诊断分层和开发靶向治疗至关重要。

在分子机制层面，蛋白质翻译后修饰(PTMs)在真核细胞的调控过程中起着核心作用。蛋白质泛素化作为最丰富且重要的PTMs之一，参与多种生理过程，其失调与多种人类疾病的发生密切相关。近年来，泛素化机制已成为肿瘤治疗的重要靶点。去泛素化酶(DUBs)能够动态调节蛋白质泛素化，通过去除底物蛋白的泛素化修饰改变其稳定性、定位或活性。在DUBs中，泛素特异性蛋白酶(USPs)是最大的亚家族，尽管研究表明USPs是造血系统恶性肿瘤的有希望治疗靶点，但它们在AML中的预后意义和病理机制仍知之甚少。

泛素特异性蛋白酶34(USP34)是USP亚家族成员，具有去泛素化酶活性。既往研究表明USP34通过调控核因子κB(NF-κB)和Wnt信号通路参与免疫信号传导、DNA损伤修复和成骨分化等过程。在血液系统恶性肿瘤中，USP34在弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)中过表达，并在滤泡性淋巴瘤向DLBCL转化过程中发挥关键作用。然而，USP34在AML中的表达、预后价值及其在白血病发生中的作用尚未被探索。

本研究首次系统探讨了USP34在AML中的表达特征、预后价值和生物学功能。研究人员通过整合多个公共数据库(TCGA、GEO、GEPIA、BloodSpot和HPA)的生物信息学数据，结合体外功能实验，全面解析了USP34在AML中的临床意义和分子机制。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：利用TCGA和GEO数据库的AML基因表达数据进行表达谱和预后相关性分析；通过GSE37642数据集(包含422例AML患者)和TCGA数据集(包含173例AML患者)进行差异表达分析；运用ESTIMATE算法和CIBERSORTx评估肿瘤免疫微环境特征；采用siRNA干扰技术敲低USP34表达，并通过MTS法、集落形成实验和EdU掺入实验检测细胞增殖能力。

研究结果首先揭示了USP34的表达特征和预后价值。在39个可检测的USP家族成员中，USP34在AML中表达水平最高，且显著高于正常对照样本。泛癌分析显示，USP34在AML中的表达水平在所有癌症类型中最为突出。临床相关性分析表明，USP34高表达与FAB分型(M0-M2型)和年龄≥57岁显著相关。

预后分析结果显示，USP34高表达与AML患者总体生存期缩短显著相关。多因素Cox回归分析证实USP34是AML的独立预后预测因子(HR:1.365, 95%CI:1.032-1.805, p=0.029)。这一发现在独立数据集GSE10358中得到了验证。研究人员还构建了包含USP34表达水平的预后列线图，校准曲线显示其预测准确性良好。

功能富集分析揭示了USP34参与AML发病的潜在机制。通过分析USP34高表达和低表达AML样本的差异表达基因(DEGs)，发现1170个基因存在显著差异表达。基因本体(GO)富集分析显示，免疫过程和免疫反应是最显著富集的生物学过程。Reactome通路分析和KEGG通路分析进一步证实USP34相关基因在免疫系统通路(如中性粒细胞脱颗粒、B细胞受体信号通路)和转录调控通路中显著富集。

基因集富集分析(GSEA)结果与上述发现一致，显示USP34高表达与免疫特征基因集显著相关，包括"初始与记忆CD8⁺ T细胞"、"成熟与未成熟NK细胞"等。此外，USP34还参与调控Toll样受体信号、TOR信号和Notch信号通路。

免疫微环境分析揭示了USP34与免疫细胞浸润的密切关系。ESTIMATE算法分析显示USP34高表达与免疫评分显著相关。CIBERSORTx和ImmuCellAI分析发现，USP34高表达组中naive B细胞、浆细胞、CD8⁺ T细胞、调节性T细胞(Tregs)等免疫细胞比例显著升高，而单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞比例降低。

值得注意的是，USP34表达与多种免疫检查点分子表达呈显著正相关，包括TNFRSF4(r=0.447)、TNFRSF25(r=0.442)、CTLA4(r=0.436)等。实验验证表明，在USP34敲低的Molm-13和Kasumi细胞中，CTLA4和TNFRSF4的mRNA表达水平相应下降。

功能实验证实了USP34对AML细胞增殖的促进作用。通过CancerSEA工具分析发现USP34与细胞增殖显著相关。体外实验显示，USP34敲低显著抑制了Molm-13和Kasumi细胞的集落形成能力和细胞增殖活性，MTS法和EdU掺入实验均证实了这一结果。

本研究首次系统阐明了USP34在AML中的表达特征、预后价值和功能机制。研究结果表明，USP34在AML中显著高表达，且作为独立预后预测因子与患者不良预后密切相关。从机制角度看，USP34通过双重途径参与白血病的发生发展：一方面通过调节免疫微环境，特别是增加Treg细胞等免疫抑制性细胞浸润，帮助白血病细胞逃避免疫监视；另一方面通过促进白血病细胞增殖直接推动疾病进展。

这些发现不仅拓展了对去泛素化酶在AML中作用的认识，也为AML的精准治疗提供了新的潜在靶点。USP34可能成为AML预后评估的重要生物标志物，其抑制剂开发可能为AML治疗提供新的策略。然而，本研究仍存在一定局限性，如USP34在AML中过表达的具体机制尚未明确，需要在更大样本队列中验证其预后价值，并进一步探索其调控免疫微环境和细胞增殖的具体分子机制。

该研究由Li和Shi共同完成，发表在《Discover Oncology》期刊，为AML的分子机制研究和临床治疗策略开发提供了重要理论基础和实验依据。未来研究可进一步探索USP34在AML免疫逃逸中的具体作用机制，并开发针对USP34的特异性抑制剂，为AML患者提供新的治疗选择。