去泛素化酶USP5通过稳定HOXA10调控非小细胞肺癌的癌症进展和放射敏感性

非小细胞肺癌（NSCLC）放疗抵抗是临床治疗失败的主要原因。西安国际医学中心医院团队聚焦USP5/HOXA10轴，通过体内外实验首次揭示USP5通过去泛素化稳定HOXA10蛋白，而转录因子SP1正向调控HOXA10表达，共同促进NSCLC恶性进展并降低放射敏感性。该研究为克服NSCLC放疗抵抗提供了新靶点，发表于《Pathology - Research and Practice》。

　　

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）占比高达85%。尽管放射治疗是NSCLC的重要治疗手段，但肿瘤细胞产生的放射抵抗性常常导致治疗失败。目前，揭示NSCLC放射抵抗的分子机制并寻找有效干预靶点，成为临床亟待解决的科学问题。

西安国际医学中心医院的研究团队在《Pathology - Research and Practice》发表的研究中，首次系统阐明了去泛素化酶USP5通过稳定HOXA10蛋白调控NSCLC进展和放射敏感性的双重机制。研究团队通过分析TCGA数据库和34对临床样本，发现HOXA10在NSCLC组织和经辐照处理的细胞中显著高表达。进一步实验证实，HOXA10 knockdown（基因敲低）可显著抑制NSCLC细胞增殖、迁移和侵袭能力，同时增强放射敏感性。机制研究发现，USP5通过去除HOXA10蛋白的泛素化修饰阻止其降解，而转录因子SP1能直接结合HOXA10启动子促进其转录。动物实验最终验证，靶向HOXA10可有效抑制肿瘤生长并提升放疗效果。

关键技术方法包括：TCGA数据库分析、RT-qPCR（实时定量PCR）和Western blot检测基因表达、细胞计数试剂盒（CCK-8）和克隆形成实验评估增殖、流式细胞术检测凋亡、Transwell和伤口愈合实验分析迁移侵袭、染色质免疫共沉淀（ChIP）和双荧光素酶报告基因验证转录调控、裸鼠移植瘤模型进行体内验证。

【HOXA10在NSCLC组织和IR处理细胞中高表达】
通过TCGA数据挖掘和临床样本验证，发现HOXA10 mRNA和蛋白水平在NSCLC组织显著高于癌旁组织，且与TNM分期和淋巴结转移正相关。体外实验中，辐照（IR）处理的NSCLC细胞系（H2170、H1299、A549）HOXA10表达明显上调。

【HOXA10促进恶性表型并降低放射敏感性】
功能实验显示，HOXA10敲除使NSCLC细胞周期阻滞在G₀/G₁期，凋亡率增加40%，迁移侵袭能力下降50%。克隆存活实验证实，HOXA10低表达使细胞在2Gy辐照下的存活分数降低2.3倍。

【USP5通过去泛素化稳定HOXA10蛋白】
免疫共沉淀实验发现USP5与HOXA10存在直接相互作用。过表达USP5使HOXA10蛋白半衰期延长3倍，而蛋白酶体抑制剂MG132处理逆转了USP5缺失导致的HOXA10降解。

【SP1转录激活HOXA10表达】
生物信息学预测和ChIP实验证实SP1结合HOXA10启动子区-298至-288bp位点。双荧光素酶报告基因显示SP1过表达使HOXA10启动子活性提升4.5倍。

该研究创新性揭示了USP5/HOXA10轴在NSCLC中的双重调控机制：一方面USP5通过去泛素化维持HOXA10蛋白稳定性，另一方面SP1促进HOXA10转录。临床意义在于，针对该通路的干预可能同时抑制肿瘤进展并增强放疗敏感性。值得注意的是，HOXA10在前列腺癌中表现出抑癌作用，提示其功能具有组织特异性。研究局限性在于尚未阐明HOXA10下游效应分子，这将是未来研究的重要方向。

研究获陕西省青年基金（2021QN024）和陕西省重点研发计划（2022SF-325）资助，通讯作者为Jincai Zhou和Zhao Yang。伦理审批号202119950，所有患者均签署知情同意书。