USP20,也称为Ubiquitin-specific peptidase 20,是一种去泛素化酶(Deubiquitinase,DUB)。去泛素化酶是一类能够移除泛素分子从底物蛋白上的酶,通过调节底物蛋白的泛素化状态,进而影响其稳定性和功能。USP20在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括细胞增殖、迁移、侵袭、肿瘤转移、免疫浸润、化疗耐药以及心脏重塑等。
USP20在乳腺癌转移中发挥重要作用。研究发现,USP20能够通过稳定SNAI2蛋白来促进乳腺癌的转移。SNAI2/SLUG是一种促进转移的转录因子,其稳定性受到泛素-蛋白酶体降解系统的调控。USP20能够调节SNAI2的泛素化和稳定性,从而促进乳腺癌细胞的迁移、侵袭和转移[1]。此外,USP20的表达与乳腺癌患者的不良预后相关,尤其是在雌激素受体阴性的乳腺癌患者中[1]。
USP20在结直肠癌中也发挥着重要作用。研究发现,USP20在结直肠癌组织中表达降低,并且与患者的总生存期(OS)缩短相关。USP20的表达与淋巴结转移相关,并且是结直肠癌患者不良预后的独立风险因素。此外,USP20的表达与免疫浸润、免疫检查点以及化疗耐药相关,USP20可能通过Notch信号通路、Hedgehog信号通路和β-catenin信号通路来影响结直肠癌的进展[2]。
USP20在血管炎症中也发挥着重要作用。研究发现,USP20在血管平滑肌细胞中受到IRAK1的Ser334磷酸化调控。USP20的Ser334磷酸化能够减弱其与TRAF6的结合,从而增强NFκB的活性,促进血管平滑肌细胞的炎症反应和新生内膜增生[3]。
USP20在食管癌中也发挥着重要作用。研究发现,USP20能够通过去泛素化MCL1蛋白来调节其稳定性。MCL1是一种抗凋亡Bcl-2家族成员,在细胞存活、增殖、分化和化疗耐药中发挥着重要作用。USP20的表达与MCL1蛋白水平的增加相关,而USP20的耗竭能够增加MCL1的泛素化,提高细胞对化疗的敏感性[4]。
USP20在HERC2相关的神经发育障碍中也发挥着重要作用。研究发现,HERC2基因的缺失会导致USP20蛋白水平的升高,进而影响自噬相关蛋白LC3的表达。USP20的升高与自噬起始激酶ULK1的稳定性增强相关,表明HERC2可能通过USP20-ULK1轴来调节自噬过程[5]。
USP20在哮喘中也发挥着重要作用。研究发现,USP20与循环IgE水平相关,并且可能通过调节转录因子结合、哮喘和其他免疫过程来影响IgE的水平[6]。
USP20在心脏重塑中也发挥着重要作用。研究发现,USP20的缺失会导致心脏对压力过载的适应性重塑减弱,从而增加心衰的风险。USP20的缺失会导致心脏肌球蛋白重链7(MYH7)的表达降低,MYH7是一种重要的分子马达蛋白,在心脏重塑过程中发挥着重要作用[7]。
USP20在膀胱癌中也发挥着重要作用。研究发现,USP20能够通过直接与YAP1蛋白相互作用来调节Hippo-YAP1信号通路。USP20能够抑制YAP1的K48连接的泛素化,从而促进其稳定性,进而影响膀胱癌的进展[8]。
综上所述,USP20是一种重要的去泛素化酶,在多种生物学过程中发挥着重要作用。USP20的异常表达与多种疾病的进展相关,包括乳腺癌、结直肠癌、食管癌、HERC2相关的神经发育障碍、哮喘、心脏重塑和膀胱癌等。USP20的研究有助于深入理解去泛素化酶在疾病发生发展中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Li, Wenyang, Shen, Minhong, Jiang, Yi-Zhou, Shao, Zhi-Ming, Kang, Yibin. 2020. Deubiquitinase USP20 promotes breast cancer metastasis by stabilizing SNAI2. In Genes & development, 34, 1310-1315. doi:10.1101/gad.339804.120. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32943575/
2. Jin, RuiRi, Luo, ZhiPeng, Tao, Qing, Zeng, ChunYan, Chen, YouXiang. 2023. USP20 is a predictor of poor prognosis in colorectal cancer and associated with lymph node metastasis, immune infiltration and chemotherapy resistance. In Frontiers in oncology, 13, 1023292. doi:10.3389/fonc.2023.1023292. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36874086/
3. Zhang, Lisheng, Wu, Jiao-Hui, Jean-Charles, Pierre-Yves, Freedman, Neil J, Shenoy, Sudha K. 2023. Phosphorylation of USP20 on Ser334 by IRAK1 promotes IL-1β-evoked signaling in vascular smooth muscle cells and vascular inflammation. In The Journal of biological chemistry, 299, 104911. doi:10.1016/j.jbc.2023.104911. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37311534/
4. Feng, Jinan, Liu, Pengyang, Li, Xiaonan, Wang, Huirui, Zhou, Haitao. 2022. The deubiquitinating enzyme USP20 regulates the stability of the MCL1 protein. In Biochemical and biophysical research communications, 593, 122-128. doi:10.1016/j.bbrc.2022.01.019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35063767/
5. Sala-Gaston, Joan, Pérez-Villegas, Eva M, Armengol, José A, Ventura, Francesc, Rosa, Jose Luis. 2024. Autophagy dysregulation via the USP20-ULK1 axis in the HERC2-related neurodevelopmental disorder. In Cell death discovery, 10, 163. doi:10.1038/s41420-024-01931-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38570483/
6. Recto, Kathryn, Kachroo, Priyadarshini, Huan, Tianxiao, Levy, Daniel, DeMeo, Dawn L. 2023. Epigenome-wide DNA methylation association study of circulating IgE levels identifies novel targets for asthma. In EBioMedicine, 95, 104758. doi:10.1016/j.ebiom.2023.104758. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37598461/
7. Jean-Charles, Pierre-Yves, Roy, Bipradas, Yu, Samuel Mon-Wei, Rockman, Howard A, Shenoy, Sudha K. 2024. USP20 deletion promotes eccentric cardiac remodeling in response to pressure overload and increases mortality. In American journal of physiology. Heart and circulatory physiology, 327, H1257-H1271. doi:10.1152/ajpheart.00329.2024. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39365672/
8. Chen, Wensun, Wu, Siqi, Chen, Yifan, Yang, Chen, Jiang, Haowen. 2024. USP20 mediates malignant phenotypic changes in bladder cancer through direct interactions with YAP1. In Neoplasia (New York, N.Y.), 60, 101102. doi:10.1016/j.neo.2024.101102. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39674114/