USP8通过去泛素化增强NSUN4稳定性并促进DHCR24的m5C甲基化驱动肺鳞癌进展

本研究揭示了USP8通过去K11多聚泛素化稳定RNA甲基转移酶NSUN4，进而介导DHCR24 mRNA的m5C修饰促进肺鳞癌（LUSC）进展的分子机制。研究人员通过RNA-BisSeq筛选出DHCR24等关键靶基因，证实NSUN4/YBX1通过m5C依赖性机制增强mRNA稳定性，为LUSC表观遗传治疗提供新靶点。

肺鳞状细胞癌（LUSC）作为肺癌主要亚型，其治疗面临巨大挑战——缺乏有效靶向药物，患者5年生存率不足20%。这种困境背后是LUSC特有的表观遗传异质性，尤其是RNA修饰调控机制尚未阐明。在众多RNA修饰中，5-甲基胞嘧啶（m⁵C）虽与m⁶A齐名，但其在癌症中的作用犹如"暗物质"，相关调控网络和效应机制长期空白。

同济大学医学院附属同济医院胸外科周永新（Yongxin Zhou）团队在《Cell Reports》发表的研究，首次揭示USP8-NSUN4-DHCR24轴通过m⁵C甲基化驱动LUSC进展的完整机制。研究人员发现NSUN4在LUSC组织中异常高表达且与不良预后相关，通过构建稳定敲低细胞模型，结合RNA-BisSeq和MeRIP-qPCR技术，鉴定出DHCR24等14个关键m⁵C修饰靶基因。进一步实验证明USP8通过特异性去除NSUN4的K11连接型泛素链维持其蛋白稳定性，而NSUN4与YBX1协同作用于DHCR24 mRNA 3'UTR的m⁵C位点，显著延长其半衰期并激活PI3K-AKT致癌通路。

关键技术方法包括：1）TCGA数据库生物信息学分析；2）80例LUSC患者组织芯片免疫组化；3）RNA-BisSeq全转录组m⁵C测序；4）K11/K48/K63等多类型泛素化修饰检测；5）DHCR24 3'UTR荧光素酶报告系统验证。

主要研究结果：

NSUN4促进LUSC细胞增殖

通过shRNA敲低NSUN4显著抑制NCI-H520和NCI-H226细胞增殖（CCK-8和克隆形成实验），而在正常肺上皮细胞BEAS-2B中过表达无促增殖效应。

USP8稳定NSUN4蛋白

免疫共沉淀证实USP8与NSUN4直接互作（结合域165-352aa）。蛋白酶体抑制剂MG132处理显示，USP8通过去K11泛素化延长NSUN4半衰期（CHX追踪实验从8h延长至16h）。

m⁵C修饰图谱特征

RNA-BisSeq发现NSUN4敲除导致1,102个m⁵C峰消失（|log2FC|>1），KEGG分析富集于PI3K-AKT等致癌通路。dot blot证实USP8敲除使全局m⁵C水平降低40%。

DHCR24调控机制

RIP-qPCR显示NSUN4/YBX1共同结合DHCR24 mRNA。突变m⁵C位点（DHCR24-MUT）完全消除报告基因活性，且使mRNA半衰期从9h缩短至3h（放线菌素D实验）。

动物模型验证

DHCR24回补可逆转NSUN4敲低导致的移植瘤体积缩小（从502mm³恢复至785mm³），Western blot显示p-PI3K/p-AKT信号同步恢复。

这项研究首次阐明USP8-NSUN4-YBX1级联反应通过m⁵C表观调控促进LUSC进展的分子框架。特别值得注意的是：1）发现K11连接型泛素化是调控RNA修饰酶稳定性的新机制；2）揭示DHCR24作为胆固醇代谢酶具有m⁵C依赖性致癌功能；3）提供NSUN4/DHCR24作为LUSC预后标志物的临床证据。尽管存在E3连接酶未鉴定等局限，该研究为开发靶向RNA表观遗传的小分子抑制剂奠定理论基础，也为克服LUSC异质性治疗困境提供新思路。