PSMB5,也称为proteasome subunit beta type 5,是蛋白酶体β亚基家族成员之一。蛋白酶体是一种多亚基蛋白酶,负责细胞内蛋白质的降解,并在免疫应答、细胞周期调控、细胞凋亡等多种生物学过程中发挥重要作用。PSMB5是组成20S核心蛋白酶体的一个亚基,参与蛋白质的降解和抗原递呈。
PSMB5的表达异常与多种疾病的发生和发展密切相关。例如,在肝细胞癌(HCC)中,PSMB5的表达水平升高与肿瘤增殖和预后不良相关。研究发现,HCC组织中PSMB5的表达水平较高,且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。敲低PSMB5的表达可以显著抑制HCC细胞的增殖和迁移,并增加细胞凋亡。此外,PSMB5的敲低还抑制了磷脂酰肌醇-3-激酶/Akt/mTOR信号通路的活性[1]。
除了在肿瘤发生中发挥重要作用,PSMB5还参与氧化应激的调节。研究发现,NaAsO2可以诱导L-02细胞发生氧化应激性肝损伤,并降低20S蛋白酶体和PSMB5的表达水平。然而,通过MG132或PSMB5-siRNA预处理可以增加PSMB5的表达,并上调SOD1和GPx1的表达水平,从而减轻氧化应激引起的肝损伤。这表明PSMB5可能通过调节SOD1和GPx1的表达来参与氧化应激的调节[2]。
PSMB5的结构和染色体定位也得到了深入研究。研究发现,PSMB5基因由三个外显子组成,跨度约为5 kb。其外显子-内含子结构与其他IFN-γ调节的β亚基基因存在显著差异。此外,小鼠PSMB5基因的结构与其人类同源基因相同。这些结果表明,编码PSMB5亚基的基因的独特结构在哺乳动物辐射之前就已经确立[3]。
PSMB5在癌症发展和免疫抑制中发挥着双重作用。研究发现,乳腺癌组织中PSMB5的表达水平升高与患者的生存时间呈负相关。此外,PSMB5在M2巨噬细胞中表达较高。敲低PSMB5的表达可以促进THP-1单核细胞分化为M1巨噬细胞,并抑制MDA-MB-231细胞的生长和迁移。这些结果表明,PSMB5可能具有免疫抑制和致癌特性,并可能成为癌症治疗的新靶点[4]。
PSMB5还与脆性X相关震颤/共济失调综合征(FXTAS)的发生和发展密切相关。研究发现,PSMB5基因的敲低可以抑制CGG相关的神经退行性变。此外,PSMB5基因中的一个表达数量性状位点变异与FXTAS的发病延迟相关。这些结果表明,PSMB5可能通过RAN翻译和RNA介导的毒性机制来抑制CGG神经毒性,为FXTAS的治疗提供了新的策略[5]。
PSMB5的表达还受到TGF-β/Smad信号通路的调控。研究发现,20-HETE可以通过激活TGF-β/Smad信号通路来上调肝脏中PSMB5的表达,并通过抑制TGF-β/Smad信号通路来下调肾脏中PSMB5的表达。这表明TGF-β/Smad信号通路在调节PSMB5表达中发挥重要作用[6]。
综上所述,PSMB5在多种生物学过程中发挥重要作用,包括肿瘤发生、氧化应激调节和免疫抑制。PSMB5的表达异常与多种疾病的发生和发展密切相关,包括肝细胞癌、脆性X相关震颤/共济失调综合征等。此外,PSMB5的表达还受到TGF-β/Smad信号通路的调控。深入研究PSMB5的功能和调控机制将为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[1-9]。
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. 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/
4. 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/
5. Kong, Ha Eun, Lim, Junghwa, Linsalata, Alexander, Warren, Stephen T, Jin, Peng. 2022. Identification of PSMB5 as a genetic modifier of fragile X-associated tremor/ataxia syndrome. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119, e2118124119. doi:10.1073/pnas.2118124119. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35617426/
6. 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/