組蛋白泛素化及去泛素化為兩個可逆的過程，在基因轉錄后修飾以及細胞穩態的調控中起關鍵作用。組蛋白去泛素化可通過變化組蛋白修飾從而調控各種原癌基因及抑癌基因表達，使其在腫瘤的發生、發展中起重要作用，逐漸成為腫瘤治療的研究熱點。現就組蛋白去泛素化修飾相關內容及其在腫瘤發生發展中扮演的角色加以綜述，為腫瘤的早期診斷和基因治療提供新的途徑和思路。
引用本文： 王紫靜, 秦金玉, 郭天嬌, 王一平, 楊錦林. 組蛋白去泛素化修飾的研究進展及其與腫瘤的關系. 華西醫學, 2015, 30(10): 1979-1982. doi: 10.7507/1002-0179.20150565 復制
組蛋白共價修飾是表觀遺傳學的調控機制之一，其在染色質重構和基因轉錄調控中起到了關鍵作用。組蛋白共價修飾主要包括甲基化、磷酸化、泛素化、乙酰化等多個方面，其中組蛋白泛素化修飾因其具有變換組蛋白修飾和轉錄調控的作用，目前已成為組蛋白翻譯后修飾的研究熱點之一[1]。組蛋白泛素化及去泛素化為兩個可逆的過程。在真核細胞中，泛素連接酶及去泛素化酶對真核細胞內泛素水平進行精細的調控。研究發現去泛素化可影響和調節多種細胞活動，如基因轉錄、細胞周期、蛋白質的降解、炎癥、免疫反應及腫瘤的發生發展等[2]。本文僅就組蛋白及去泛素化修飾相關內容及其在腫瘤發生發展中扮演的角色加以綜述。
1 組蛋白密碼
真核生物中染色質的基本結構單位是核小體，而核小體由4種核心組蛋白：H2A、H2B、H3和H4構成的八聚體和纏繞其1.75圈的146 bp DNA分子組成[3]。除4種核心組蛋白外，組蛋白還包括連接組蛋白H1，其可對相鄰核小體起連接作用。組蛋白形成一三維結球狀八聚體結構，包含富含疏水氨基酸（如纈氨酸、異亮氨酸）的C端，以及富含堿性氨基酸（如精氨酸、賴氨酸）的N端。亞基的氨基端可游離出來暴露在組蛋白的表面，稱為氨基端尾巴（或組蛋白尾巴）。尾部氨基酸殘基具有高度復雜的可接受酶催化的可變區，可變區可進行一系列精細的共價修飾，包括賴/精氨酸甲基化去甲基化精氨酸乙酰化去乙酰化、蘇/絲氨酸磷酸化去磷酸化以及賴氨酸泛素化去泛素化等，為組蛋白共價修飾的主要位點[4]。不同位點上的不同修飾可形成大量特殊信號，類似于各種不同的密碼，被特定的蛋白質識別，從而將這種密碼翻譯成一種特定的染色質狀態影響組蛋白與DNA的親和性，以及轉錄因子與DNA序列的結合，對基因表達調控具有與DNA遺傳密碼類似的作用，因此被稱為“組蛋白密碼”[5-6]。
2 組蛋白去泛素化
“泛素”是由76個氨基酸殘基組成的高度保守的小分子蛋白質，相對分子質量約815×103，最早于1975 年從牛的胰腺中分離，后來發現廣泛存在于各種真核生物體內而得名[7]。組蛋白的泛素化指在組蛋白亞基多肽鏈C端處的賴氨酸殘基上連接一個由76個氨基酸組成的泛素分子。而泛素部分可通過泛素76位點甘氨酸的肽鍵水解而移除，即去泛素化。目前已發現至少有90 種去泛化酶，其水解泛素羧基末端的酯鍵、肽鍵或異肽鍵，特異性地將泛素與蛋白底物分離開，以此來調控去泛素化過程。此外去泛素化酶還可水解泛素分子不恰當識別并結合的的底物復合體，并重新釋放出泛素分子。去泛素化酶屬于蛋白酶超家族，主要分為泛素C端水解酶（UCH）家族和泛素特異性修飾酶（UBP/USP）家族兩大類[8]。
2.1 UCH家族
UCH家族屬于半胱氨酸蛋白酶，傾向于裂解小的游離基團和（或）延長泛素C端的肽鏈。除BRCA1相關蛋白1（BAP1）外（相對分子質量81×103），相對分子質量都在（20～30）×103，包括酵母UCH Yuh1以及哺乳動物中的同工酶L1、L2、L3。哺乳動物中的UCH具有組織特異性。UCH L1主要存在于大腦及睪丸；UCH L3只在大腦、肺及紅細胞中檢出；而UCH L2可存在于多數組織中[8]。研究發現在阿爾茨海默病患者的病變腦聚集有大量被過氧化修飾的UCH L1，這種過氧化修飾可抑制蛋白酶體的活性，在阿爾茨海默病等神經退行性疾病的發病中起了重要作用[9]。UCH與泛素相互作用的活性位點上還具有一個特定的回路結構，其構象的變化可觸發泛素分子與底物的各種相互作用，如促使泛素多聚體產生泛素單體，泛素分子的再循環，加速泛素化的蛋白質底物轉移到蛋白酶體的水解核心的進程，有效地提高靶蛋白的水解效率等[10-11]。
2.2 UBP/USP家族
UBP/USP是去泛素化酶家族中為最大且最具特異性的亞家族。具有種屬和組織特異性，其核心催化域約由350個氨基酸組成。這些酶在不同組織器官中具有處理加工αNH 肽和NH異構肽的功能，含有2個短而保守的片段，即賴氨酸盒和組氨酸盒，具有特定的催化作用，能將泛素分子從相對分子質量較大的蛋白質底物中移除，釋放游離泛素分子，參與再循環。目前已在酵母中發現16種泛素特異性修飾酶，相對分子質量從（50～250）×103不等，具有不同的N末端延伸序列，且可插入特定的核心催化域，有助于識別特異性的底物及定位。UBP4是第一個在酵母中被發現的UBP家族成員，其作用可能是負責將多聚泛素化肽鏈從底物蛋白中移除。研究發現UBP4的突變可導致酵母MATA2 配對因子的降解發生缺陷，表現出受損蛋白質降解，DNA復制缺損以及游離泛素分子的穩定性下降[12]。沉默信息調節因子4（SIR4）為端粒沉默復合體的組成部分，UBP3在酵母中被發現可與SIR4結合從而抑制轉錄沉默。
2.2.1 組蛋白去泛素化影響細胞周期
核心組蛋白的泛素化、去泛素化狀態對染色體的解凝及染色質的凝聚有重要的作用。研究表明，有絲分裂前期泛素化的H2A及H2B大量存在，而在有絲分裂中期當染色質凝集成染色體時卻無法檢測出泛素化組蛋白的存在。但是當有絲分裂后期染色體解聚成染色質時，泛素化的組蛋白又重新出現。這也就說明在有絲分裂中期組蛋白特異位點的去泛素化可能有助于染色體的凝集，而在后期，組蛋白的特異位點又可被優先泛素化從而有利于染色體解凝，再次形成染色質[13]。此外，有研究也進一步證實H2A去泛素化是細胞周期過程和基因表達的關鍵步驟，其團隊克隆出可以在體外去泛素化H2A的重組人UBP-M，發現敲除了細胞中的UBP-M，細胞周期的有絲分裂過程受呈現不同程度的停滯，導致細胞生長緩慢，表明去泛素化可以影響細胞周期的正常進行[14]。
2.2.2 組蛋白H2A及H2B的去泛素化酶
H2B的泛素化是可逆的，在酵母的研究中發現泛素的移除是由UBP8催化的。轉錄激活復合體（SAGA）可通過對核心組蛋白進行共價修飾從而改變核小體與DNA的結合能力，在轉錄激活和轉錄延伸發揮多種功能，包括促進細胞的生長、分化、代謝、炎癥以及免疫，而其功能的發揮依賴于GAL10基因的完全表達。UBP8是SAGA復合物的的一個重要組成成分，具有去泛素化組蛋白H2B的活性，可被招募到GAL10基因上游的激活序列處發揮作用，為GAL10基因表達所必須[15]。此外，也有研究認為UBP10也可在酵母中去泛素化H2B。UBP10常與沉默機制有關，去泛素化后能夠使組蛋白維持端粒的長度和穩定性[16]。Nonstop和USP22分別是USP8在果蠅和哺乳動物中同源物，生物學特性與USP8相似，其中USP22被證實能在體內外去泛素化組蛋白H2A和H2B[17]。人類的多種組織中都可檢測出USP22，其表達水平在骨骼肌及心肌中最高，腎臟、腦及胰腺組織中次之，肝臟及肺組織中最少[18]。USP22為人類轉錄激活復合體（hSAGA）的重要組成部分，可參與組蛋白H2A及H2B的去泛素化，促進原癌基因c-Myc以及核激活受體的轉錄，拮抗異染色質的形成等。其C末端為泛素水解酶結構域，能夠水解組蛋白H2A和H2B上的泛素，使其去泛素化；N基末端為鋅指結構，該結構可與SAGA中多個亞基相互作用產生相應功能，為結合底物蛋白的靶點。此外，USP22通過去泛素化端粒重復序列結合因子1（TPF1）阻止端粒DNA結合蛋白退化變性，對端粒的動態平衡起重要作用[19]。H2B的泛素化修飾主要是通過Rad6的E2接合酶活性和Bre1的E3連接酶活性催化實現的，RNF20為Bre1在人體的的同源物，研究發現RFN20與干擾素調節因子（IRF1）介導的轉錄延伸密切相關，而USP22去泛素化功能的實現需要拮抗RFN20在基因轉錄中的抑制作用。敲除USP22相關基因可使uH2B水平上升，影響IFR1的轉錄過程[20]。
3 組蛋白去泛素化與腫瘤
泛素化與去泛素化的改變和多種腫瘤的發生發展密切相關，組蛋白泛素化/去泛素化的相互轉換使得調控可向兩個方向進行，提高了細胞內信號通路的多樣性，且各條通路內部保持動態平衡；若平衡被打破，則有可能激活原癌基因或影響抑癌基因及其產物的功能從而導致細胞發生惡性轉化形成惡性腫瘤。
P53信號通路是一個高度復雜的、多組分的信號網絡。P53具有的特異性轉錄因子序列對細胞周期停滯、細胞衰老及凋亡的調控具有重要的作用。在細胞DNA損傷時，P53可使細胞停滯在G1期，阻止DNA合成，同時誘導損傷修復。若p53突變或缺失，可導致細胞DNA修復關鍵信號的丟失，細胞發生缺氧甚至出現異常的癌基因的表達。P53蛋白的水平可由泛素依賴蛋白水解系統精細地調節。其降解主要由E3泛素連接酶Mdm2介導其泛素化，隨后被蛋白酶體水解。應激狀態下P53迅速激活并關閉Mdm2-P53降解途徑，穩定P53轉錄活性。應激停止后，Mdm2-P53降解途徑被激活，P53被泛素化后降解。正常情況下，P53的生成與降解維持動態平衡，在細胞中保持保持較低的水平[21]。皰疹病毒相關性泛素特異性蛋白酶（HAUSP）在皰疹病毒相關細胞因子中被首次發現，因其具有去泛素化以及穩定P53蛋白而得名，又名USP7，屬于UBP/USP家族[22]。除去泛素化P53外，HAUSP也可去泛素化Mdm2。P53、HAUSP以及Mdm2處于一種復雜且微妙的平衡中，而這對于穩定P53功能及促進DNA損傷修復至關重要。Mdm2與P53以相互拮抗的方式結合在HAUSP氨基末端的TRAF樣結構域，當DNA損傷時，HAUSP和Mdm2的結合穩定性下降，導致Mdm2被蛋白酶體降解，同時，HAUSP與P53的親和力增加，使P53去泛素化，保護其免受蛋白酶體的降解，穩定P53的活性，使受損細胞停滯在G1期，促進修復[23]。此外，也有研究表明USP10也可去泛素化P53，穩定P53表達，逆轉Mdm2誘導的P53泛素化和降解過程[24]。轉化生長因子β（TGF-β）信號轉導途徑的紊亂常見于人類腫瘤細胞中。TGF-β信號通路是通過絲氨酸/蘇氨酸激酶受體和細胞內Smad蛋白轉錄因子的激活來完成的。由Smurfs介導的Smad泛素化及后水解為其中的關鍵步驟之一。UCH37為去泛素化酶，可逆轉Smurfs介導的Smad泛素化并穩定TGF-βI受體，從而促進TGF-β信號轉導途徑對腫瘤生長的調控作用[25]。去泛素化酶USP2a通過損傷FASN、MDM2、MDMX 以及Aurora A的泛素化途徑，從而在人類多種腫瘤中顯示出其致腫瘤細胞生長，侵襲，轉移等作用。USP2a可去泛素化細胞周期蛋白cyclin A1，阻止其泛素化后降解，致cyclin A1在細胞中逐漸累積，從而使細胞周期加速，促進惡性細胞的增殖[26]。USP22被認為是11 個腫瘤干細胞的標記基因之一，可通過去泛素化H2B以及H2A，激活下游基因的轉錄，促進腫瘤細胞的增殖，影響腫瘤的形成與發展。下調USP22表達可導致細胞有絲分裂停滯在G1期，從而影響細胞周期的進展。目前已經發現USP22在多種腫瘤組織中呈現高表達。Li等[27]發現，USP22在食管癌組織中高水平表達，其表達的程度與腫瘤的進展，復發以及患者的預后密切相關。Yang等[28]研究了USP22在129例胃癌中的表達，證實USP22在胃癌中的表達程度與組織分化程度，浸潤深度及患者不良的預后明顯相關，提示USP22可促進腫瘤細胞的生長，增加腫瘤細胞耐藥性導致治療的失敗。此外，Zhang等[29]通過對USP22在乳腺癌中的表達的研究中也得出，USP22對腫瘤的進展、耐藥性抵抗以及細胞周期的調控有重要作用，可為乳腺癌高危人群的篩查和早期診斷提供了可靠的生物學指標，成為臨床腫瘤防治的新靶點。Xu等[30]利用miRNA干擾技術對116例大腸癌USP22蛋白表達水平研究發現，敲除USP22相關miRNA蛋白表達可抑制細胞增殖，使細胞周期停滯在G1期，減少細胞凋亡以及下調拱頂蛋白（MVP）的表達。MVP可增強腫瘤細胞的耐藥性，促進腫瘤細胞的生長，其下調可增強化療藥物的效用，抑制癌細胞的增殖，提示USP22對腫瘤治療中耐藥性的產生起重要作用。
4 結語與展望
組蛋白去泛素化修飾是組蛋白共價修飾重要的調控機制之一，其所包含內容的任何一方面發生改變都將影響染色質結構的改變，從而影響基因表達。對維持細胞穩態如DNA修復，基因轉錄調控，蛋白質的降解、易位，細胞凋亡，免疫反應等具有重要的作用。目前針對組蛋白共價修飾的研究領域正在迅速擴大，許多新的發現和新的想法已陸續被提出。各種修飾組蛋白的酶應也可被某種特殊的抑制劑所抑制，從而可能具有潛在治療作用。現有研究表明組蛋白去乙酰化酶抑制劑具有激活基因表達以及抑制癌細胞生長和存活的作用，已在抗腫瘤治療中顯示出一定的療效[31]。此外，DNA甲基化抑制劑地西他濱可抑制DNA甲基甲轉移酶，逆轉甲基化效應，引起終末分化和癌細胞克隆消失，對于多種惡性血液病包括骨髓異常綜合征、急性髓性白血病和慢性粒細胞自血病等均有明顯療效，已在臨床上廣泛使用[32-33]。然而目前關于組蛋白泛素化及去泛素化是如何對各種生物學進展進行精細調控的，其具體機制是什么，我們目前還知之甚少。去泛素化酶抑制劑是否可以成為腫瘤的治療的新靶點仍需要進一步的研究。目前關于組蛋白去泛素化相關研究的進展還只是冰山一角，進一步的深入研究有助于解釋組蛋白泛素化及去泛素化修飾對細胞穩態，信號轉導及各種病理狀態是如何調控的，同時也可為為各種疾病尤其是腫瘤的臨床防治提供新的治療靶點和思路。
組蛋白共價修飾是表觀遺傳學的調控機制之一，其在染色質重構和基因轉錄調控中起到了關鍵作用。組蛋白共價修飾主要包括甲基化、磷酸化、泛素化、乙酰化等多個方面，其中組蛋白泛素化修飾因其具有變換組蛋白修飾和轉錄調控的作用，目前已成為組蛋白翻譯后修飾的研究熱點之一[1]。組蛋白泛素化及去泛素化為兩個可逆的過程。在真核細胞中，泛素連接酶及去泛素化酶對真核細胞內泛素水平進行精細的調控。研究發現去泛素化可影響和調節多種細胞活動，如基因轉錄、細胞周期、蛋白質的降解、炎癥、免疫反應及腫瘤的發生發展等[2]。本文僅就組蛋白及去泛素化修飾相關內容及其在腫瘤發生發展中扮演的角色加以綜述。
1 組蛋白密碼
真核生物中染色質的基本結構單位是核小體，而核小體由4種核心組蛋白：H2A、H2B、H3和H4構成的八聚體和纏繞其1.75圈的146 bp DNA分子組成[3]。除4種核心組蛋白外，組蛋白還包括連接組蛋白H1，其可對相鄰核小體起連接作用。組蛋白形成一三維結球狀八聚體結構，包含富含疏水氨基酸（如纈氨酸、異亮氨酸）的C端，以及富含堿性氨基酸（如精氨酸、賴氨酸）的N端。亞基的氨基端可游離出來暴露在組蛋白的表面，稱為氨基端尾巴（或組蛋白尾巴）。尾部氨基酸殘基具有高度復雜的可接受酶催化的可變區，可變區可進行一系列精細的共價修飾，包括賴/精氨酸甲基化去甲基化精氨酸乙酰化去乙酰化、蘇/絲氨酸磷酸化去磷酸化以及賴氨酸泛素化去泛素化等，為組蛋白共價修飾的主要位點[4]。不同位點上的不同修飾可形成大量特殊信號，類似于各種不同的密碼，被特定的蛋白質識別，從而將這種密碼翻譯成一種特定的染色質狀態影響組蛋白與DNA的親和性，以及轉錄因子與DNA序列的結合，對基因表達調控具有與DNA遺傳密碼類似的作用，因此被稱為“組蛋白密碼”[5-6]。
2 組蛋白去泛素化
“泛素”是由76個氨基酸殘基組成的高度保守的小分子蛋白質，相對分子質量約815×103，最早于1975 年從牛的胰腺中分離，后來發現廣泛存在于各種真核生物體內而得名[7]。組蛋白的泛素化指在組蛋白亞基多肽鏈C端處的賴氨酸殘基上連接一個由76個氨基酸組成的泛素分子。而泛素部分可通過泛素76位點甘氨酸的肽鍵水解而移除，即去泛素化。目前已發現至少有90 種去泛化酶，其水解泛素羧基末端的酯鍵、肽鍵或異肽鍵，特異性地將泛素與蛋白底物分離開，以此來調控去泛素化過程。此外去泛素化酶還可水解泛素分子不恰當識別并結合的的底物復合體，并重新釋放出泛素分子。去泛素化酶屬于蛋白酶超家族，主要分為泛素C端水解酶（UCH）家族和泛素特異性修飾酶（UBP/USP）家族兩大類[8]。
2.1 UCH家族
UCH家族屬于半胱氨酸蛋白酶，傾向于裂解小的游離基團和（或）延長泛素C端的肽鏈。除BRCA1相關蛋白1（BAP1）外（相對分子質量81×103），相對分子質量都在（20～30）×103，包括酵母UCH Yuh1以及哺乳動物中的同工酶L1、L2、L3。哺乳動物中的UCH具有組織特異性。UCH L1主要存在于大腦及睪丸；UCH L3只在大腦、肺及紅細胞中檢出；而UCH L2可存在于多數組織中[8]。研究發現在阿爾茨海默病患者的病變腦聚集有大量被過氧化修飾的UCH L1，這種過氧化修飾可抑制蛋白酶體的活性，在阿爾茨海默病等神經退行性疾病的發病中起了重要作用[9]。UCH與泛素相互作用的活性位點上還具有一個特定的回路結構，其構象的變化可觸發泛素分子與底物的各種相互作用，如促使泛素多聚體產生泛素單體，泛素分子的再循環，加速泛素化的蛋白質底物轉移到蛋白酶體的水解核心的進程，有效地提高靶蛋白的水解效率等[10-11]。
2.2 UBP/USP家族
UBP/USP是去泛素化酶家族中為最大且最具特異性的亞家族。具有種屬和組織特異性，其核心催化域約由350個氨基酸組成。這些酶在不同組織器官中具有處理加工αNH 肽和NH異構肽的功能，含有2個短而保守的片段，即賴氨酸盒和組氨酸盒，具有特定的催化作用，能將泛素分子從相對分子質量較大的蛋白質底物中移除，釋放游離泛素分子，參與再循環。目前已在酵母中發現16種泛素特異性修飾酶，相對分子質量從（50～250）×103不等，具有不同的N末端延伸序列，且可插入特定的核心催化域，有助于識別特異性的底物及定位。UBP4是第一個在酵母中被發現的UBP家族成員，其作用可能是負責將多聚泛素化肽鏈從底物蛋白中移除。研究發現UBP4的突變可導致酵母MATA2 配對因子的降解發生缺陷，表現出受損蛋白質降解，DNA復制缺損以及游離泛素分子的穩定性下降[12]。沉默信息調節因子4（SIR4）為端粒沉默復合體的組成部分，UBP3在酵母中被發現可與SIR4結合從而抑制轉錄沉默。
2.2.1 組蛋白去泛素化影響細胞周期
核心組蛋白的泛素化、去泛素化狀態對染色體的解凝及染色質的凝聚有重要的作用。研究表明，有絲分裂前期泛素化的H2A及H2B大量存在，而在有絲分裂中期當染色質凝集成染色體時卻無法檢測出泛素化組蛋白的存在。但是當有絲分裂后期染色體解聚成染色質時，泛素化的組蛋白又重新出現。這也就說明在有絲分裂中期組蛋白特異位點的去泛素化可能有助于染色體的凝集，而在后期，組蛋白的特異位點又可被優先泛素化從而有利于染色體解凝，再次形成染色質[13]。此外，有研究也進一步證實H2A去泛素化是細胞周期過程和基因表達的關鍵步驟，其團隊克隆出可以在體外去泛素化H2A的重組人UBP-M，發現敲除了細胞中的UBP-M，細胞周期的有絲分裂過程受呈現不同程度的停滯，導致細胞生長緩慢，表明去泛素化可以影響細胞周期的正常進行[14]。
2.2.2 組蛋白H2A及H2B的去泛素化酶
H2B的泛素化是可逆的，在酵母的研究中發現泛素的移除是由UBP8催化的。轉錄激活復合體（SAGA）可通過對核心組蛋白進行共價修飾從而改變核小體與DNA的結合能力，在轉錄激活和轉錄延伸發揮多種功能，包括促進細胞的生長、分化、代謝、炎癥以及免疫，而其功能的發揮依賴于GAL10基因的完全表達。UBP8是SAGA復合物的的一個重要組成成分，具有去泛素化組蛋白H2B的活性，可被招募到GAL10基因上游的激活序列處發揮作用，為GAL10基因表達所必須[15]。此外，也有研究認為UBP10也可在酵母中去泛素化H2B。UBP10常與沉默機制有關，去泛素化后能夠使組蛋白維持端粒的長度和穩定性[16]。Nonstop和USP22分別是USP8在果蠅和哺乳動物中同源物，生物學特性與USP8相似，其中USP22被證實能在體內外去泛素化組蛋白H2A和H2B[17]。人類的多種組織中都可檢測出USP22，其表達水平在骨骼肌及心肌中最高，腎臟、腦及胰腺組織中次之，肝臟及肺組織中最少[18]。USP22為人類轉錄激活復合體（hSAGA）的重要組成部分，可參與組蛋白H2A及H2B的去泛素化，促進原癌基因c-Myc以及核激活受體的轉錄，拮抗異染色質的形成等。其C末端為泛素水解酶結構域，能夠水解組蛋白H2A和H2B上的泛素，使其去泛素化；N基末端為鋅指結構，該結構可與SAGA中多個亞基相互作用產生相應功能，為結合底物蛋白的靶點。此外，USP22通過去泛素化端粒重復序列結合因子1（TPF1）阻止端粒DNA結合蛋白退化變性，對端粒的動態平衡起重要作用[19]。H2B的泛素化修飾主要是通過Rad6的E2接合酶活性和Bre1的E3連接酶活性催化實現的，RNF20為Bre1在人體的的同源物，研究發現RFN20與干擾素調節因子（IRF1）介導的轉錄延伸密切相關，而USP22去泛素化功能的實現需要拮抗RFN20在基因轉錄中的抑制作用。敲除USP22相關基因可使uH2B水平上升，影響IFR1的轉錄過程[20]。
3 組蛋白去泛素化與腫瘤
泛素化與去泛素化的改變和多種腫瘤的發生發展密切相關，組蛋白泛素化/去泛素化的相互轉換使得調控可向兩個方向進行，提高了細胞內信號通路的多樣性，且各條通路內部保持動態平衡；若平衡被打破，則有可能激活原癌基因或影響抑癌基因及其產物的功能從而導致細胞發生惡性轉化形成惡性腫瘤。
P53信號通路是一個高度復雜的、多組分的信號網絡。P53具有的特異性轉錄因子序列對細胞周期停滯、細胞衰老及凋亡的調控具有重要的作用。在細胞DNA損傷時，P53可使細胞停滯在G1期，阻止DNA合成，同時誘導損傷修復。若p53突變或缺失，可導致細胞DNA修復關鍵信號的丟失，細胞發生缺氧甚至出現異常的癌基因的表達。P53蛋白的水平可由泛素依賴蛋白水解系統精細地調節。其降解主要由E3泛素連接酶Mdm2介導其泛素化，隨后被蛋白酶體水解。應激狀態下P53迅速激活并關閉Mdm2-P53降解途徑，穩定P53轉錄活性。應激停止后，Mdm2-P53降解途徑被激活，P53被泛素化后降解。正常情況下，P53的生成與降解維持動態平衡，在細胞中保持保持較低的水平[21]。皰疹病毒相關性泛素特異性蛋白酶（HAUSP）在皰疹病毒相關細胞因子中被首次發現，因其具有去泛素化以及穩定P53蛋白而得名，又名USP7，屬于UBP/USP家族[22]。除去泛素化P53外，HAUSP也可去泛素化Mdm2。P53、HAUSP以及Mdm2處于一種復雜且微妙的平衡中，而這對于穩定P53功能及促進DNA損傷修復至關重要。Mdm2與P53以相互拮抗的方式結合在HAUSP氨基末端的TRAF樣結構域，當DNA損傷時，HAUSP和Mdm2的結合穩定性下降，導致Mdm2被蛋白酶體降解，同時，HAUSP與P53的親和力增加，使P53去泛素化，保護其免受蛋白酶體的降解，穩定P53的活性，使受損細胞停滯在G1期，促進修復[23]。此外，也有研究表明USP10也可去泛素化P53，穩定P53表達，逆轉Mdm2誘導的P53泛素化和降解過程[24]。轉化生長因子β（TGF-β）信號轉導途徑的紊亂常見于人類腫瘤細胞中。TGF-β信號通路是通過絲氨酸/蘇氨酸激酶受體和細胞內Smad蛋白轉錄因子的激活來完成的。由Smurfs介導的Smad泛素化及后水解為其中的關鍵步驟之一。UCH37為去泛素化酶，可逆轉Smurfs介導的Smad泛素化并穩定TGF-βI受體，從而促進TGF-β信號轉導途徑對腫瘤生長的調控作用[25]。去泛素化酶USP2a通過損傷FASN、MDM2、MDMX 以及Aurora A的泛素化途徑，從而在人類多種腫瘤中顯示出其致腫瘤細胞生長，侵襲，轉移等作用。USP2a可去泛素化細胞周期蛋白cyclin A1，阻止其泛素化后降解，致cyclin A1在細胞中逐漸累積，從而使細胞周期加速，促進惡性細胞的增殖[26]。USP22被認為是11 個腫瘤干細胞的標記基因之一，可通過去泛素化H2B以及H2A，激活下游基因的轉錄，促進腫瘤細胞的增殖，影響腫瘤的形成與發展。下調USP22表達可導致細胞有絲分裂停滯在G1期，從而影響細胞周期的進展。目前已經發現USP22在多種腫瘤組織中呈現高表達。Li等[27]發現，USP22在食管癌組織中高水平表達，其表達的程度與腫瘤的進展，復發以及患者的預后密切相關。Yang等[28]研究了USP22在129例胃癌中的表達，證實USP22在胃癌中的表達程度與組織分化程度，浸潤深度及患者不良的預后明顯相關，提示USP22可促進腫瘤細胞的生長，增加腫瘤細胞耐藥性導致治療的失敗。此外，Zhang等[29]通過對USP22在乳腺癌中的表達的研究中也得出，USP22對腫瘤的進展、耐藥性抵抗以及細胞周期的調控有重要作用，可為乳腺癌高危人群的篩查和早期診斷提供了可靠的生物學指標，成為臨床腫瘤防治的新靶點。Xu等[30]利用miRNA干擾技術對116例大腸癌USP22蛋白表達水平研究發現，敲除USP22相關miRNA蛋白表達可抑制細胞增殖，使細胞周期停滯在G1期，減少細胞凋亡以及下調拱頂蛋白（MVP）的表達。MVP可增強腫瘤細胞的耐藥性，促進腫瘤細胞的生長，其下調可增強化療藥物的效用，抑制癌細胞的增殖，提示USP22對腫瘤治療中耐藥性的產生起重要作用。
4 結語與展望
組蛋白去泛素化修飾是組蛋白共價修飾重要的調控機制之一，其所包含內容的任何一方面發生改變都將影響染色質結構的改變，從而影響基因表達。對維持細胞穩態如DNA修復，基因轉錄調控，蛋白質的降解、易位，細胞凋亡，免疫反應等具有重要的作用。目前針對組蛋白共價修飾的研究領域正在迅速擴大，許多新的發現和新的想法已陸續被提出。各種修飾組蛋白的酶應也可被某種特殊的抑制劑所抑制，從而可能具有潛在治療作用。現有研究表明組蛋白去乙酰化酶抑制劑具有激活基因表達以及抑制癌細胞生長和存活的作用，已在抗腫瘤治療中顯示出一定的療效[31]。此外，DNA甲基化抑制劑地西他濱可抑制DNA甲基甲轉移酶，逆轉甲基化效應，引起終末分化和癌細胞克隆消失，對于多種惡性血液病包括骨髓異常綜合征、急性髓性白血病和慢性粒細胞自血病等均有明顯療效，已在臨床上廣泛使用[32-33]。然而目前關于組蛋白泛素化及去泛素化是如何對各種生物學進展進行精細調控的，其具體機制是什么，我們目前還知之甚少。去泛素化酶抑制劑是否可以成為腫瘤的治療的新靶點仍需要進一步的研究。目前關于組蛋白去泛素化相關研究的進展還只是冰山一角，進一步的深入研究有助于解釋組蛋白泛素化及去泛素化修飾對細胞穩態，信號轉導及各種病理狀態是如何調控的，同時也可為為各種疾病尤其是腫瘤的臨床防治提供新的治療靶點和思路。