Psmb5,也称为proteasome subunit beta 5,是26S蛋白酶体复合物中一个重要的β亚基。蛋白酶体负责通过泛素-蛋白酶体系统降解细胞内蛋白质,参与细胞周期调控、DNA修复、信号转导和抗原加工等多种生物学过程。Psmb5在维持细胞内蛋白质稳态和免疫系统中发挥关键作用。研究表明,Psmb5的表达和功能与多种疾病的发生发展密切相关。
在肝细胞癌(HCC)中,Psmb5的表达水平升高与肿瘤增殖和不良预后相关。通过TCGA、ICGC和GEO数据库分析,发现Psmb5在HCC组织中高表达,并与患者的生存时间呈负相关。此外,Psmb5的表达与B细胞、CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的浸润程度密切相关。通过RNA干扰技术下调Psmb5的表达,可以显著抑制HCC细胞系的增殖和迁移,并促进细胞凋亡。这些研究结果表明,Psmb5可能通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路来促进HCC细胞的增殖[1]。
除了在肿瘤发生发展中的作用外,Psmb5还与氧化应激相关。研究发现,砷暴露可以导致L-02细胞发生氧化应激性肝损伤,并降低20S蛋白酶的活性和Psmb5、SOD1和GPx1的表达水平。然而,使用蛋白酶体抑制剂MG132或Psmb5-siRNA预处理后,L-02细胞对砷的敏感性增加,而SOD1和GPx1的表达水平升高。这表明Psmb5可能在调节氧化应激中发挥重要作用,通过调控SOD1和GPx1的表达来影响细胞对氧化应激的耐受性[2]。
Psmb5在乳腺癌中也表现出类似的作用。高表达Psmb5与乳腺癌患者的生存时间缩短相关。此外,Psmb5还高表达于M2型巨噬细胞中。通过沉默Psmb5的表达,可以抑制乳腺癌细胞的生长和迁移,并促进THP-1单核细胞分化为M1型巨噬细胞。这些研究结果表明,Psmb5可能具有免疫抑制和致癌特性,成为乳腺癌治疗的新靶点[3]。
Psmb5基因在哺乳动物中的结构已被研究。Psmb5基因包含三个外显子,跨越约5千碱基。其外显子-内含子结构与其他IFN-γ调控的β型亚基基因(如Lmp7)有显著差异。Psmb5基因的这种独特结构可能在哺乳动物分化之前就已经确立。此外,小鼠基因组中还包含一个已处理的假基因Psmb5-ps。通过荧光原位杂交分析,发现Psmb5定位于染色体14的C2至近端D1区域,而Psmb5-ps定位于染色体11的D区域[4]。
Psmb5的表达还可以受到其他信号通路的调控。研究发现,20-HETE可以通过激活TGF-β/Smad信号通路来上调Psmb5在肝脏中的表达,而通过抑制该信号通路来下调Psmb5在肾脏中的表达。这表明Psmb5的表达可能受到不同信号通路的精细调控,以适应细胞内外的环境变化[5]。
此外,Psmb5的表达还与THAP1基因的功能密切相关。THAP1基因编码的蛋白可以维持Psmb5的基本表达水平。THAP1基因的失活突变会导致Psmb5表达不足,进而影响蛋白酶体的组装和功能,导致细胞死亡。这些研究结果表明,Psmb5的表达受到THAP1基因的调控,并且蛋白酶体功能的异常可能与THAP1相关疾病的发生发展有关[6]。
最后,Psmb5的表达还与蛋白酶体抑制剂 bortezomib 的耐药性相关。研究发现,bortezomib 耐药细胞中存在 Psmb5 基因的突变和 Psmb5 蛋白的过表达。此外,沉默 Psmb5 基因的表达可以恢复 bortezomib 耐药细胞对药物的敏感性。这表明 Psmb5 基因的突变和过表达可能是 bortezomib 耐药的新机制[7]。
综上所述,Psmb5是一个重要的蛋白酶体亚基,参与调节细胞内蛋白质稳态和免疫系统的功能。Psmb5的表达和功能与多种疾病的发生发展密切相关,包括肝细胞癌、乳腺癌、氧化应激和蛋白酶体抑制剂耐药性等。深入研究Psmb5的功能和调控机制,有助于理解其与疾病发生发展的关系,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Liu, Jun, Mi, Jinglin, Liu, Shiqian, Chen, Haiqiang, Jiang, Li. 2022. PSMB5 overexpression is correlated with tumor proliferation and poor prognosis in hepatocellular carcinoma. In FEBS open bio, 12, 2025-2041. doi:10.1002/2211-5463.13479. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36062301/
2. Lv, Ying, Hu, Qian, Shi, Mingyang, Zhang, Aihua, Hu, Yong. 2020. The role of PSMB5 in sodium arsenite-induced oxidative stress in L-02 cells. In Cell stress & chaperones, 25, 533-540. doi:10.1007/s12192-020-01104-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32301004/
3. Wang, Chih-Yang, Li, Chung-Yen, Hsu, Hui-Ping, Chen, Yi-Ling, Lai, Ming-Derg. 2017. PSMB5 plays a dual role in cancer development and immunosuppression. In American journal of cancer research, 7, 2103-2120. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29218236/
4. Kohda, K, Matsuda, Y, Ishibashi, T, Tanaka, K, Kasahara, M. . Structural analysis and chromosomal localization of the mouse Psmb5 gene coding for the constitutively expressed beta-type proteasome subunit. In Immunogenetics, 47, 77-87. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9382924/
5. Lai, Guangrui, Sun, Ru, Wu, Jingjing, Zhang, Bijun, Zhao, Yanyan. 2017. 20-HETE regulated PSMB5 expression via TGF-β/Smad signaling pathway. In Prostaglandins & other lipid mediators, 134, 123-130. doi:10.1016/j.prostaglandins.2017.08.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28807746/
6. Ramage, Dylan E, Grant, Drew W, Timms, Richard T. 2025. Loss-of-function mutations in the dystonia gene THAP1 impair proteasome function by inhibiting PSMB5 expression. In Nature communications, 16, 1511. doi:10.1038/s41467-025-56782-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39929834/
7. Oerlemans, Ruud, Franke, Niels E, Assaraf, Yehuda G, Scheper, Rik J, Jansen, Gerrit. 2008. Molecular basis of bortezomib resistance: proteasome subunit beta5 (PSMB5) gene mutation and overexpression of PSMB5 protein. In Blood, 112, 2489-99. doi:10.1182/blood-2007-08-104950. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18565852/