Josd2-KO 基因敲除小鼠

Josd2，也称为Josephin domain-containing protein 2，是一种去泛素化酶。去泛素化酶是一类能够逆转泛素化修饰的酶，通过去除底物蛋白上的泛素链，从而影响蛋白的稳定性和功能。Josd2在多种生物学过程中发挥重要作用，包括心脏肥大、白血病、肺癌、食管癌、肝癌和炎症性肠病等。

在心脏肥大方面，Josd2的表达在肥大的心肌组织中显著上调。Josd2基因敲除小鼠的心脏功能受损和肥大程度加剧，而通过AAV9载体介导的Josd2过表达可以预防血管紧张素II诱导的心脏肥大。全蛋白组定量分析发现，Josd2的底物蛋白是肌浆/内质网钙ATP酶2a（SERCA2a）。Josd2通过介导SERCA2a的去泛素化，增强SERCA2a的稳定性。通过调节SERCA2a，Josd2缺乏会损害心肌细胞的钙处理并促进肥大。这些发现突出了Josd2作为治疗肥厚型心肌病的有益治疗靶点的潜力，并为SERCA2a靶向治疗提供了额外的策略[1]。

在白血病方面，Josd2是一种新型的肿瘤抑制因子。Josd2在急性髓细胞白血病（AML）细胞中显著下调。AML细胞中Josd2的重新构成显著抑制细胞活力并诱导细胞凋亡。Josd2通过减少PKM2的K433乙酰化修饰，抑制PKM2的核定位，并降低下游基因表达。Josd2在体内减少AML的进展。这些结果表明，Josd2通过阻断PKM2的核定位并减少AML的进展[2]。

在肺癌方面，Josd2的表达在非小细胞肺癌（NSCLC）组织中显著上调，并与患者的不良预后相关。通过TCGA数据库的全局分析发现，高表达Josd2的患者预后较差。Josd2的缺失显著阻碍了NSCLC在体内和体外的生长。Josd2通过去除K6连接的多聚泛素化，限制了LKB1的激酶活性，LKB1是一种在NSCLC中通常失活的肿瘤抑制因子。此外，还发现了一种Josd2的小分子抑制剂，其药理学抑制显著抑制了NSCLC在体外和体内的增殖。这些发现突出了Josd2在阻碍LKB1活性方面的关键作用，强调了靶向Josd2在NSCLC治疗中的治疗潜力，尤其是对于那些LKB1失活的NSCLC患者，并提出了其抑制剂作为NSCLC治疗的有希望策略[3]。

在食管癌方面，Josd2的表达在食管鳞状细胞癌（ESCC）组织中显著上调，并与患者的不良预后相关。Josd2的敲低抑制了ESCC细胞的活性，包括增殖和集落形成能力。此外，Josd2的敲低降低了ESCC细胞的药物抵抗性和迁移能力，而Josd2的过表达增强了这些表型。体内异种移植实验进一步证实了Josd2促进ESCC的肿瘤增殖和药物抵抗性。Josd2似乎通过激活MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路发挥作用。质谱分析确定了与Josd2相互作用的四个关键底物蛋白，即USP47、IGKV2D-29、HSP90AB1和PRMT5。Josd2在增强ESCC的增殖、迁移和药物抵抗性方面发挥重要作用，表明Josd2是ESCC的潜在治疗靶点[4]。

在肝癌方面，Josd2的表达在肝细胞癌（HCC）患者样本中升高，并与不良预后相关。Josd2在HCC细胞存活、迁移和侵袭中起促进作用。机制研究表明，Josd2与β连环蛋白1（CTNNB1）结合并降低CTNNB1的泛素化水平，从而增强Wnt信号通路转导。一系列拯救实验证实了CTNNB1在Josd2调节HCC进展中的重要性。这些研究结果揭示了Josd2作为HCC患者的新型预后标志物，并确定了CTNNB1作为Josd2的关键伙伴和下游靶蛋白，这有助于Josd2作为HCC治疗的有希望分子靶点的开发[5]。

在炎症性肠病方面，Josd2与NLRP3炎症小体的激活有关。NLRP3炎症小体在肠道稳态中发挥重要作用，但NLRP3变异是否会影响VEOIBD的风险尚不清楚。研究发现，一个罕见的NLRP3变异体，编码为rs772009059（R779C），在3名有胃肠道症状的VEOIBD患者中发现。功能分析表明，R779C增加了巨噬细胞中NLRP3炎症小体的活化和细胞焦亡。这是通过BRCC3和Josd2与NLRP3结合，增强NLRP3的去泛素化介导的。在葡聚糖硫酸钠诱导的急性结肠炎模型中，NLRP3-R779C在造血细胞中导致更严重的结肠炎，这可以通过敲低BRCC3或Josd2来减轻。BRCC3和Josd2介导NLRP3-R779C的去泛素化，从而促进NLRP3炎症小体的活化和VEOIBD的发展[6]。

Josd2与另一个去泛素化酶JosD1密切相关，但两者在活性和功能上存在显著差异。体外研究发现，只有Josd2能够切割泛素链，而Josd1只有在被单泛素化后才能切割泛素链。Josd1在多种小鼠组织中存在一定程度的单泛素化。细胞实验表明，Josd2定位于细胞质，而Josd1优先定位于质膜，特别是在泛素化后。Josd1的膜占有率表明它可能参与膜依赖事件，如细胞运动和内吞作用。时间序列成像显示，Josd1增强膜动态和细胞运动。Josd1还通过增加巨胞饮作用的内吞标记物的摄取并降低网格蛋白和细胞窝介导的内吞作用的标记物的摄取来影响培养细胞的内吞作用。这些结果表明，两个密切相关的去泛素化酶在活性和功能上存在显著差异，Josd1是一种膜相关的去泛素化酶，其活性受泛素化调节，有助于调节膜动态、细胞运动和内吞作用[7]。

Josd2还影响非小细胞肺癌细胞对抗癌药物的敏感性。研究发现，与相邻组织相比，NSCLC组织中Josd2的表达水平显著上调，并且与NSCLC患者的不良预后显著相关。与低表达Josd2的组织相比，高表达Josd2的NSCLC组织中DNA损伤反应（DDR）相关途径显著激活。Josd2的表达水平与DDR相关途径的激活程度呈显著正相关。过表达Josd2显著促进了NSCLC细胞系的DDR过程。DNA损伤剂处理可显著提高Josd2的细胞核定位，而敲低Josd2显著增强了NSCLC细胞对DNA损伤剂的敏感性。这些结果表明，Josd2可能通过促进DNA损伤修复途径来调节NSCLC的恶性进展，而敲低Josd2可以显著增强NSCLC细胞对DNA损伤剂的敏感性[8]。

在乳腺癌方面，Josd2的异常扩增在转移性乳腺癌患者中发生，并且与患者的预后显著负相关。研究发现，Josd2的表达与转化生长因子β（TGF-β）信号通路的激活显著相关。进一步研究揭示了Josd2与SMAD家族成员4（SMAD4）相互作用，并通过去除多聚泛素链来稳定SMAD4。RNA干扰抑制Josd2可以有效地抑制乳腺癌细胞的转移，无论是在体外还是体内。这些发现首次揭示了Josd2在促进乳腺癌转移中的作用，并为去泛素化酶抑制剂的未来开发提供了有希望的方向，这可能会产生显著的疗效[9]。

此外，MJDs家族成员在肝细胞癌中具有潜在的预后靶点和免疫相关生物标志物的潜力。研究发现，ATXN3、Josd1和Josd2在HCC组织和细胞系中的表达显著增加，并与HCC患者的组织学分级、标本类型、TP53突变、淋巴结转移、性别和年龄相关。这些基因还显示出在改善HCC患者的总生存期（OS）、疾病特异性生存期（DSS）、无进展生存期（PFS）和无复发生存期（RFS）方面的临床价值。MJDs家族成员的表达与CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、B细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和DCs的浸润显著相关。MJDs家族成员的表达水平与多种淋巴细胞、免疫抑制剂、免疫刺激剂、趋化因子配体和趋化因子受体的水平显著相关。此外，MJDs家族的表达水平与癌症相关信号通路显著相关。这些结果表明，MJDs家族在HCC中的异常表达在临床特征、预后、肿瘤微环境、免疫相关分子、突变、基因拷贝数和启动子甲基化水平中发挥重要作用。MJDs家族可能是HCC患者的有效免疫治疗靶点，并具有作为预后生物标志物的潜力[10]。

综上所述，Josd2是一种重要的去泛素化酶，在多种生物学过程中发挥重要作用。Josd2在心脏肥大、白血病、肺癌、食管癌、肝癌和炎症性肠病等方面发挥着重要的调控作用。Josd2的异常表达与多种疾病的发病机制和预后相关。靶向Josd2的治疗策略可能为这些疾病的治疗提供新的思路和策略。