综述:USP 蛋白酶:解锁乳腺癌免疫治疗新密码,对抗癌 “疫” 的关键助力

【字体: 时间:2025年02月21日 来源:World Journal of Surgical Oncology 2.4

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  为解决乳腺癌免疫治疗效果不佳及耐药问题,研究人员开展 USP 在乳腺癌免疫微环境和免疫反应中作用的研究。结果发现靶向 USP 可提升免疫疗法疗效,这为乳腺癌治疗提供新策略,值得科研读者一读。

  
在全球范围内,乳腺癌就像一个可怕的 “健康杀手”,发病率持续攀升,尤其是在年轻人群中。如今,它已经超过肺癌,成为了最常见的癌症,在 2020 年之后更是稳坐女性恶性疾病的 “头把交椅”,每八例癌症中就可能有一例是乳腺癌。面对这个严峻的挑战,科学家们一直在努力寻找更有效的治疗方法。

传统的乳腺癌治疗手段包括手术、辅助治疗(像放疗、化疗、内分泌治疗)以及综合治疗。不过,近年来,免疫疗法和基因靶向疗法等新型治疗方式崭露头角,给患者带来了新的希望。肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的发现,让大家意识到乳腺癌的发展和免疫有着千丝万缕的联系,这也为免疫药物治疗乳腺癌奠定了基础。但免疫疗法也面临着难题,比如乳腺癌免疫原性较弱,单靠免疫疗法往往效果不佳,因此联合治疗就显得尤为重要。

在这样的背景下,研究人员迫切需要探索新的治疗靶点和策略。泛素特异性蛋白酶(USPs)作为去泛素化酶的一个重要亚类,逐渐进入了大家的视野。已有研究发现,超过 40 种 USPs 与肿瘤的发展和治疗密切相关,它们在免疫细胞功能调节、抗原处理、T 细胞发育等方面都发挥着重要作用,还能影响免疫检查点抑制剂的疗效。所以,深入研究 USPs 在乳腺癌免疫微环境和免疫反应中的作用,以及探索 USP 抑制剂与其他药物联合治疗的策略,显得十分必要。

为了回答这些关键问题,研究人员在《Breast Cancer Research and Treatment》期刊上发表了名为 “Ubiquitin - specific proteases in breast cancer immunotherapy: modulators of the immune microenvironment and potential therapeutic targets” 的论文。他们发现,USPs 在乳腺癌免疫微环境和免疫反应中扮演着至关重要的角色,靶向 USPs 有望提高免疫疗法的疗效,克服耐药性,为乳腺癌患者提供更有效的治疗策略。这一研究成果为乳腺癌的治疗开辟了新的方向,具有重大的意义。

在研究过程中,研究人员运用了多种技术方法。他们通过查阅大量文献,总结和分析已有的研究成果,梳理出 USPs 在乳腺癌免疫调节中的作用机制;同时,利用细胞实验,观察不同 USP 在免疫细胞和肿瘤细胞中的表达变化,以及对细胞功能的影响;还开展了动物实验,验证 USP 抑制剂与其他药物联合治疗的效果,从而深入探究 USPs 在乳腺癌治疗中的潜在价值。

下面我们来详细看看研究结果:

  1. 乳腺癌的免疫微环境:乳腺癌的免疫微环境就像是一个复杂的 “战场”,由浸润细胞和它们分泌的活性介质组成。在这个 “战场” 上,T 淋巴细胞介导的特异性抗肿瘤免疫反应,以及 NK 细胞、树突状细胞等介导的非特异性免疫反应,共同组成了对抗肿瘤细胞的防线。不过,这个 “战场” 上也有 “叛徒”,像 M2 巨噬细胞、髓源性抑制细胞(MDSCs)、N2 中性粒细胞和调节性 T 细胞(Tregs)等,它们会抑制免疫反应,帮助肿瘤细胞发展。肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)被认为与乳腺癌患者的预后和治疗效果有关,其中 CD4?辅助性 T 细胞在抗原呈递过程中起到积极作用。比如,USP12 可以激活 CD4?T 细胞反应,影响免疫微环境,但它具体在乳腺癌免疫微环境中的调控作用还需要进一步研究。
  2. 肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和 MDSCs:TAMs 主要分为 M1 和 M2 两种类型,M2 巨噬细胞在肿瘤微环境中就像肿瘤细胞的 “帮凶”,它能促进肿瘤的发展,还能释放免疫抑制因子,降低 T 细胞的代谢和功能,促进 Tregs 的聚集。而 M1 巨噬细胞则恰恰相反,它和 CD8?T 细胞能增加肿瘤浸润细胞的数量,增强免疫反应能力。研究发现,外泌体来源的 circ - 0100519 可以通过 USP7/NRF2 轴诱导 M2 巨噬细胞极化,促进乳腺癌的进展。MDSCs 同样对肿瘤的生长和增殖有着重要影响,它会抑制免疫疗法的效果,还能诱导免疫耐受,促进乳腺癌的进展和转移。
  3. 调节细胞:Tregs 在免疫系统中起着抑制作用,它的积累会影响乳腺癌患者的长期预后,导致免疫逃逸。Tregs 的关键调节分子是叉头框蛋白 P3(Foxp3),它能重塑肿瘤微环境,维持免疫抑制状态。一些 USPs,像 USP7、USP44、USP21 和 USP22 等,会通过调节 Foxp3 的稳定性或表达水平,影响 Tregs 的功能。而 USP1 则会促进 Foxp3 的降解,起到相反的作用。在肿瘤微环境中,TAMs 分泌的趋化因子 CXCL1 会进一步促进 Tregs 的分化和免疫抑制能力,抑制 TAM/CXCL1 的活性可以抑制乳腺癌的免疫逃逸和转移。
  4. PD - 1 和 PD - L1:PD - 1 和 PD - L1 的结合就像一个 “免疫刹车”,会抑制免疫系统,减少 T 细胞的增殖,增加 Tregs 的数量,帮助肿瘤细胞逃避免疫反应。肿瘤相关巨噬细胞是 PD - L1 的主要来源之一,它分泌的肿瘤坏死因子(TNF - α)和白细胞介素 - 1β(IL - 1β)可以通过激活 NF - κB 信号通路,增加肿瘤细胞中 PD - L1 的表达。一些 USPs,如 USP5 和 USP8,会分别调节 PD - 1 和 PD - L1 的稳定性,影响肿瘤的免疫逃逸。PD - L1 还能促进外周诱导调节性 T 细胞(pTregs)在肿瘤微环境中的扩张,抑制 T 细胞对癌细胞的反应。
  5. 泛素特异性蛋白酶家族:泛素化是一种可逆的蛋白质翻译后修饰过程,就像是给蛋白质加上了一个 “小标签”,这个过程需要 E1、E2、E3 酶家族的参与,对细胞的各种生理过程至关重要。而去泛素化过程则由去泛素化酶介导,其中 USPs 是最大的去泛素化酶亚类。所有 USPs 都有一个由三个亚结构域组成的 USP 结构域,它们在调节细胞功能方面起着关键作用,一旦失调就可能导致肿瘤的发生和发展。
  6. 乳腺癌免疫微环境中的泛素特异性蛋白酶
    • USP7:USP7 是一种由 1102 个氨基酸残基组成的半胱氨酸蛋白酶,它有多个结构域,参与细胞的生长、免疫反应等重要过程。在乳腺癌免疫微环境中,USP7 可以与 Foxp3 相互作用,使 Foxp3 去泛素化,增加其蛋白数量,从而增强 Tregs 的免疫抑制作用,加速肿瘤生长。外泌体来源的 circ - 0100519 还能通过 USP7/NRF2 轴诱导 M2 巨噬细胞极化,促进乳腺癌的进展。
    • USP8:USP8 由多个结构域组成,它能调节 T 细胞受体(TCR)信号复合物,参与免疫过程的调节。不过,USP8 的过表达或功能突变会抑制 CD8?T 细胞的功能,促进肿瘤进展和免疫逃逸。它还能激活 TGF - β/SMAD 信号通路,促进肿瘤细胞的扩散和转移。抑制 USP8 可以减少 CD8?T 细胞的耗竭,恢复抗肿瘤反应。此外,USP8 还能调节 PD - L1 的稳定性,影响肿瘤的免疫逃逸。
    • USP12:USP12 是位于染色体 13q12.13 的小分子蛋白,它的手指结构域有独特的 “小手指” 结构,具有较大的结构灵活性。研究表明,USP12 在肿瘤微环境的重编程中起着关键作用,它可以通过调节 B 细胞淋巴瘤 10(BCL10),激活 NF - κB 信号通路,刺激 CD4?T 细胞反应。同时,USP12 还能调节趋化因子的产生,影响肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和髓源性抑制细胞(MDSCs)的招募。不过,USP12 的作用比较复杂,它的过表达会抑制肿瘤生长,但沉默 USP12 会增加肿瘤细胞中 PD - L1 的表达。此外,USP12 还是单核 MDSCs 的正调节因子,缺乏 USP12 会增强 CD8?T 细胞的反应,减少肿瘤生长。
    • USP15:USP15 的催化结构域是典型的 USP 折叠,还有额外的 N 端 DUSP 结构域和泛素样(UBL)结构域。它可以作为 TET2 的去泛素化酶抑制剂,调节 DNA 去甲基化,参与先天免疫和炎症反应。同时,USP15 还能调节肿瘤免疫相关通路,如 TGF - β 信号通路,增强 TGF - β 的活性。不过,USP15 对 T 细胞功能的调节比较复杂,它既能促进 T 细胞激活,也能抑制 T 细胞的活力和细胞因子的产生。在三阴性乳腺癌中,USP15 通过调节 VGLL4,影响 PD - 1 的表达,缺乏 USP15 会导致 IFN - γ 产生的 T 细胞过度激活,增加 PD - L1 和 CXCL12 的表达,促进免疫抑制环境的形成。
    • USP21/22:USP21 结构相对简单,由一个 N 端锌指结构域和一个 C 端催化结构域组成,它在三阴性乳腺癌中过度表达,能维持 Foxp3 蛋白的稳定性,影响 Tregs 的功能。USP22 则紧密参与肿瘤发展相关的细胞过程,它可以调节 T 细胞和 B 细胞的发育,影响免疫微环境。USP22 还能通过调节 NFATc2,促进白细胞介素 - 2 的表达,在 T 细胞免疫反应中起正调节作用。此外,USP22 还能影响肿瘤微环境中 MDSCs 的数量,促进 T 细胞和 NK 细胞的浸润。同时,USP22 还参与调节 PD - L1 的表达,通过去泛素化稳定 SPI1 和 CD274(PD - L1),影响肿瘤的免疫逃逸。
    • USP44:USP44 基因位于人类染色体 12 上,由 ZnF - UBP 和 USP 结构域组成。它可以与 Foxp3 相互作用,稳定 Foxp3 的表达,调节 Tregs 的功能。而且,USP44 和 USP7 对 Foxp3 的去泛素化有协同作用。虽然目前在乳腺癌中还没有相关报道,但研究推测,USP44 可能通过参与 Hedgehog 信号通路,影响乳腺癌的免疫和发展。
    • USP9X:USP9X 位于染色体 Xp11.4,它的催化结构域可以处理和切割不同连接方式的多聚泛素链,帮助蛋白质发挥各种细胞功能。在免疫反应中,USP9X 可以增强 TCR 依赖的磷酸化,促进 ZAP70 去泛素化,启动 T 细胞激活。同时,它还能调节 PKCβ 激酶活性,影响 NF - κB 信号通路,进而影响 T 淋巴细胞的激活。在三阴性乳腺癌中,USP9X 还与 Notch 通路有关,敲低 USP9X 可以减少促炎细胞因子的分泌,抑制肿瘤生长,调节免疫反应。此外,USP9X 对 T 和 B 淋巴细胞的抗原受体信号传导过程也很重要,对调节免疫记忆有重要作用。

  7. 免疫疗法在乳腺癌中的应用和前景:目前,癌症免疫疗法的主要策略包括免疫检查点抑制剂、肿瘤疫苗和免疫细胞疗法。免疫检查点抑制剂是乳腺癌免疫疗法的关键探索领域,但由于乳腺癌免疫原性弱,单药治疗效果不佳,联合治疗势在必行。研究发现,一些 USP 抑制剂在治疗乳腺癌方面有效果,与免疫检查点抑制剂联合使用时能发挥协同作用。比如,USP1 抑制剂可以抑制三阴性乳腺癌肿瘤的生长和脑转移,USP7 抑制剂可以诱导乳腺癌细胞凋亡,USP14 抑制剂与维生素 C 或抗 PD - L1 抗体联合使用,对三阴性乳腺癌的治疗有协同效果。不过,目前的研究也存在一些局限性,比如对 USPs 的研究主要集中在少数几种,很多研究还处于临床前阶段,对 USPs 影响免疫微环境的精确机制还不完全清楚。未来的研究需要进一步阐明 USPs 调节免疫反应和肿瘤生物学的具体途径,以及它们与肿瘤微环境中各种免疫细胞的相互作用。

总的来说,这项研究详细阐述了 USPs 在乳腺癌免疫微环境和免疫反应中的重要作用。USPs 就像一把 “双刃剑”,一方面,它们参与免疫细胞功能的调节,影响抗原处理、T 细胞发育和免疫细胞分化等过程,对维持正常的免疫功能至关重要;另一方面,它们的异常表达又与免疫逃逸和治疗耐药相关,成为肿瘤进展的 “帮凶” 和治疗的 “绊脚石” 。研究人员发现,通过靶向 USPs,有望提高免疫疗法的疗效,克服耐药性。这为乳腺癌的治疗提供了新的方向,在精准医学时代,将 USP 抑制剂与传统和新型治疗药物联合使用,或许能改善患者的治疗效果,为乳腺癌患者带来新的希望。不过,目前的研究还存在一些不足,未来需要更多的研究来深入探索 USPs 的作用机制,开展更多的临床试验,将这些研究成果转化为实际的临床应用,真正造福乳腺癌患者。

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