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结直肠癌（CRC）侵袭性亚型治疗选择有限。本研究聚焦 USP7 与 DACH1，探究其在 CRC 中的作用。发现 USP7 通过去泛素化稳定 DACH1，GCN5 介导的 DACH1 K680 乙酰化增强其与 USP7 互作。临床表明两者高表达预示预后差，靶向 USP7-DACH1 轴或成新策略。
论文解读
研究背景
结直肠癌（colorectal cancer, CRC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其侵袭性亚型的治疗选择极为有限。肿瘤的发生发展与蛋白质的翻译后修饰密切相关，其中泛素化和去泛素化过程通过调控蛋白稳定性与功能，在肿瘤生长和转移中扮演关键角色。泛素化通常标记蛋白使其被蛋白酶体降解，而去泛素化酶（deubiquitinase, DUBs）则通过去除泛素链稳定蛋白。DACH1（dachshund homolog 1）作为一种染色质结合蛋白，在不同癌症中表现出双重作用：在肾癌、肺癌等中起抑癌作用，但在 CRC 中却被发现可能促进肿瘤进展，其机制尚不明确。去泛素化酶 USP7（ubiquitin-specific protease 7，又称 HAUSP）已被证实通过稳定关键蛋白促进多种癌症的进展，但在 CRC 中的具体功能及与 DACH1 的关联仍需深入探究。此外，乙酰化修饰作为另一种重要的翻译后修饰，可能与去泛素化协同调控蛋白功能，但其在 DACH1 稳定性调控中的作用尚未见报道。因此，揭示 CRC 中 DACH1 和 USP7 的作用机制，寻找新的治疗靶点，对改善患者预后具有重要意义。
为解决上述问题，中国科学技术大学第一附属医院的研究人员开展了相关研究，旨在阐明 USP7 和 DACH1 在 CRC 中的作用及调控机制，研究成果发表在《Cell Death and Disease》。
主要技术方法
研究采用了质粒转染、慢病毒感染构建稳定细胞系，通过免疫共沉淀（Co-IP）、免疫荧光（IF）验证蛋白互作，利用免疫组织化学（IHC）分析临床样本中蛋白表达，借助体内外泛素化实验、蛋白质印迹（WB）检测蛋白稳定性与修饰，构建裸鼠皮下移植瘤及肺转移模型评估肿瘤生长与转移能力，并运用统计学方法分析临床数据与实验结果的相关性。样本队列包括 180 例人类 CRC 组织芯片及 56 对新鲜 CRC 肿瘤与癌旁组织。
研究结果
DACH1 蛋白高表达与 CRC 恶性进展及不良预后相关
通过分析 TCGA 数据库及临床样本，发现 CRC 肿瘤组织中 DACH1 mRNA 水平虽高于正常组织，但与患者预后无显著关联；而 DACH1 蛋白在 CRC 组织中显著上调，且与肿瘤 T、N 分期及病理分期呈正相关，高表达患者总体生存率更低。进一步研究表明，DACH1 蛋白水平与 mRNA 水平无明显相关性，提示其表达主要受翻译后调控。
USP7 与 DACH1 直接互作并稳定 DACH1 蛋白
质谱分析及免疫共沉淀实验证实，USP7 与 DACH1 在 CRC 细胞中直接结合，两者主要共定位于细胞核。结构域分析显示，USP7 的 TRAF 样结构域与 DACH1 的 DACHbox-C 结构域是互作的关键区域。功能实验表明，USP7 过表达可显著提高 DACH1 蛋白水平，延长其半衰期，而 USP7 敲低或抑制则导致 DACH1 降解加速，且该过程依赖 USP7 的去泛素化酶活性。
USP7 通过去除 DACH1 的 K48 位泛素链拮抗 UHRF1 介导的降解
泛素化实验发现，USP7 敲低可增加 DACH1 的泛素化水平，而 USP7 过表达则减少其泛素化，尤以 K48-linked 泛素链为甚。进一步鉴定出 E3 泛素连接酶 UHRF1 可直接结合 DACH1 并促进其 K48 位泛素化及蛋白酶体降解，而 USP7 通过去泛素化作用拮抗 UHRF1 的效应，稳定 DACH1 蛋白。
GCN5 介导的 DACH1 K680 乙酰化增强其与 USP7 的互作
乙酰化实验证实，DACH1 可被乙酰化修饰，抑制去乙酰化酶可增强其乙酰化水平。通过数据库分析及突变实验，确定 K680 为 DACH1 的关键乙酰化位点，乙酰转移酶 GCN5（general control nonderepressible 5）负责该位点的乙酰化。GCN5 过表达可增强 DACH1 与 USP7 的互作，而 K680 突变则削弱两者结合，提示乙酰化通过促进蛋白互作增强 DACH1 稳定性。
USP7 与 DACH1 表达正相关，联合预测 CRC 不良预后
临床样本分析显示，USP7 与 DACH1 蛋白水平呈显著正相关，两者高表达患者的总体生存率显著低于低表达者，提示两者联合可作为 CRC 预后不良的生物标志物。
研究结论与意义
本研究揭示了 CRC 中 USP7 通过去泛素化稳定 DACH1、GCN5 介导的乙酰化增强两者互作的双重调控机制，阐明了 DACH1 在 CRC 中作为癌蛋白的作用机制，并证实 USP7-DACH1 轴与肿瘤恶性进展及不良预后密切相关。该研究不仅拓展了对 CRC 发病机制的认识，还为靶向治疗提供了新方向，如开发 USP7 抑制剂或调控 DACH1 乙酰化状态的药物，有望为侵袭性 CRC 患者带来新的治疗选择。此外，研究强调了翻译后修饰在肿瘤调控中的复杂性，为深入理解肿瘤异质性及开发多靶点治疗策略提供了理论依据。
