编辑推荐：
乳腺癌（BRCA）远处转移是患者死亡的重要原因，上皮 - 间质转化（EMT）与 TGF-β 通路密切相关。本研究探讨 OTUD3 是否通过去泛素化 SMAD7 抑制 TGF-β 通路，发现 OTUD3 在 BRCA 中低表达且与 SMAD7 正相关，可通过稳定 SMAD7 抑制 EMT 和转移，为抗转移治疗提供新方向。
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，其远处转移更是导致患者死亡的 “头号杀手”。上皮 - 间质转化（EMT）作为肿瘤转移的关键环节，让原本 “安分守己” 的上皮细胞获得间质细胞的迁移能力，而转化生长因子 -β（TGF-β）信号通路在这一过程中扮演着 “推波助澜” 的角色。SMAD7 作为 TGF-β 通路的 “刹车” 分子，却常常因泛素化降解而功能受限。此时，去泛素化酶 OTUD3 能否成为 “救星”，通过稳定 SMAD7 来遏制 TGF-β 通路过度激活，进而阻断乳腺癌转移？带着这样的科学疑问，山东大学齐鲁医院（青岛）的研究团队展开了深入探索，相关成果发表在《Cancer Cell International》。
为揭开 OTUD3 与乳腺癌转移的奥秘，研究人员采用了多维度的研究策略。首先从大数据出发，利用癌症基因组图谱（TCGA）数据库分析 OTUD3 在乳腺癌中的表达及其与 SMAD7 的相关性；接着通过免疫组织化学（IHC）技术，在 200 例乳腺癌患者组织样本中验证两者的表达关联及预后意义；然后借助慢病毒感染、CRISPR/Cas9 基因编辑等技术构建 OTUD3 和 SMAD7 敲除细胞模型，结合免疫共沉淀（CO-IP）、荧光素酶报告基因、Transwell 侵袭实验及 3D 基质胶细胞培养等方法，层层递进地揭示 OTUD3 调控 TGF-β 通路的分子机制。
OTUD3 在乳腺癌中低表达且与 SMAD7 正相关
通过分析 TCGA 数据库及乳腺癌细胞系，发现 OTUD3 的 mRNA 和蛋白在乳腺癌组织及细胞中显著下调，且其表达与 SMAD7 呈正相关（Spearman R=0.319，P<0.001）。免疫组织化学结果进一步显示，在乳腺癌组织芯片中，OTUD3 与 SMAD7 的蛋白表达呈显著正相关，且 OTUD3 低表达患者的无复发生存期（RFS）更短，提示 OTUD3 可能作为抑癌因子参与乳腺癌进展。
OTUD3 通过去泛素化稳定 SMAD7 蛋白
在 HEK293T 细胞中，过表达野生型 OTUD3（OTUD3-wt）而非去泛素化缺陷突变体（OTUD3-CA）可显著降低 SMAD7 的 K48-linked 多泛素化水平，抑制 E3 泛素连接酶 RNF12 介导的 SMAD7 降解。CRISPR/Cas9 敲除 OTUD3 后，内源性 SMAD7 的泛素化水平显著升高，而恢复 OTUD3 表达则逆转这一现象。体外去泛素化实验证实，纯化的 OTUD3-wt 可直接去除 SMAD7 的多泛素链，延长其蛋白半衰期，表明 OTUD3 是 SMAD7 的特异性去泛素化酶。
OTUD3 通过调控 TGF-β 通路抑制 EMT 和细胞侵袭
在 MDA-MB-231 等乳腺癌细胞中，OTUD3 过表达可抑制 TGF-β 诱导的 CAGA-Luc 荧光素酶活性，减少 SMAD2/3 磷酸化及 SMAD2-SMAD4 复合物形成，从而阻断 TGF-β 信号传导。敲除 SMAD7 后，OTUD3 的抗侵袭作用消失，证实其功能依赖于 SMAD7。进一步研究发现，OTUD3 可上调上皮标志物 E - 钙粘蛋白（E-cadherin），下调间质标志物 N - 钙粘蛋白（N-cadherin）、波形蛋白（Vimentin）及 EMT 转录因子 SNAIL、SLUG 等，逆转 EMT 表型，抑制肿瘤细胞的侵袭能力。
OTUD3 抑制乳腺癌干细胞样特性
3D 基质胶培养实验显示，OTUD3 敲除的 MCF10A-RAS 细胞形成的肿瘤类器官数量显著增多，而过表达 OTUD3-wt 则减少类器官形成，提示 OTUD3 可抑制乳腺癌细胞的干细胞特性，这可能与其阻断 TGF-β 通路介导的 EMT 过程相关。
本研究首次揭示 OTUD3 通过去泛素化修饰 SMAD7，稳定其蛋白水平，进而抑制 TGF-β/SMAD 信号通路及 EMT，最终遏制乳腺癌细胞的转移和干细胞特性。这一发现不仅为理解乳腺癌转移的分子机制增添了新维度，更提供了潜在的治疗靶点 —— 通过上调 OTUD3 或模拟其功能，有望开发出针对 TGF-β 通路过度激活的乳腺癌患者的新型靶向药物，为改善乳腺癌患者预后带来新希望。值得注意的是，研究中发现 OTUD3 表达与乳腺癌的组织学类型、雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）状态及 PAM50 亚型相关，提示其作用可能具有分子分型特异性，为个体化治疗策略的制定提供了线索。未来研究可进一步探索 OTUD3 在不同亚型乳腺癌中的调控网络，及其与其他去泛素化酶的协同作用，为临床转化奠定更坚实的基础。
