透明细胞型肾癌（clear cell renal cell carcinoma, ccRCC）是肾细胞癌中最常见的类型，该型以抑癌基因VHL的突变/缺失为最主要特征。VHL突变/缺失的直接后果即低氧诱导因子α （Hypoxia inducible factor α, HIFα）在细胞中过量累积导致细胞发生一系列改变。细胞中有两类HIFα：HIF1α和HIF2α，其中HIF2α为公认的ccRCC驱动因素。靶向HIF2α能够抑制肾癌细胞的生长，最近开发出的小分子HIF2α抑制剂PT2385也已进入临床试验。当前人们对VHL通过识别羟基化的HIF2α并调控其泛素化降解过程已经了解得比较清楚，但对HIF2α是否存在去泛素化过程仍然不了解。
近日，德州大学西南医学中心张青团队在PNAS杂志上发表了题为USP37 promotes deubiquitination of HIF2α in kidney cancer的研究论文。该工作鉴定出去泛素酶USP37可以调控HIF2α泛素化，降低USP37表达能够显着降低肾癌细胞中HIF2α蛋白水平并在体外和体内实验中抑制癌细胞增殖，从而提出USP37可以作为ccRCC的潜在治疗靶点。
研究人员首先收集了包含60个去泛素酶基因的过表达文库，通过逐一检测初步确定了若干与HIF2α有相互作用的去泛素酶。再进一步观察HIF2α蛋白水平的变化，发现USP37过表达能够明显上调HIF2α蛋白水平。进而构建了酶活缺失的USP37突变体，发现失活的USP37不能调节HIF2α水平。对应地，HIF2α的泛素化分析表明过表达USP37能够明显降低HIF2α的泛素化水平，而失活的USP37不具有这个功能。接着作者在多个肾癌细胞系中做了USP37功能缺失实验，通过siRNA，shRNA及CRISPR/Cas9等多种手段敲减USP37表达，均可以观察到HIF2α蛋白减少及其靶基因Cyclin D1、NDRG1表达水平下调。进一步分析表明在USP37缺失条件下，HIF2α的泛素化水平明显升高，蛋白降解速率明显加快。以上部分从正反两方面说明了USP37对HIF2α蛋白泛素化水平及降解过程的调控功能。值得一提的是，敲减实验所用均为VHL缺失的细胞系，这表明细胞中还存在其它E3泛素连接酶能够降解HIF2α。
研究人员还从全基因组水平比较了HIF2α缺失与USP37缺失对基因表达谱的影响。通过整合分析受HIF2α调节的基因，启动子区与HIF2α有结合的基因以及受到USP37敲减影响的基因，发现HIF信号的确是受USP37激活的信号通路之一。而在鉴定到的76个HIF2α的直接靶基因中，有44个也同时受USP37的激活，并且受二者的调控非常相似。进一步说明USP37的敲减可以起到类似直接抑制HIF2α的作用。
接着研究人员检测了USP37敲减对癌细胞增殖的影响，发现不论2-D还是3-D培养条件下USP37缺失都能够抑制多种肾癌细胞的增殖。利用原位肾癌动物模型证明了抑制USP37表达能够显着抑制肾癌细胞体内生长和转移，在生成的肿瘤中也观察到HIF2α本身及其靶基因表达均明显下调。来自病人的肿瘤组织样本中也能观察到USP37表达水平升高。综合以上发现，研究人员提出USP37可以作为ccRCC的潜在治疗靶点。
华中科技大学同济医学院附属同济医院超声影像科主治医师洪恺和西南医学中心博士后胡连鑫为本研究工作共同第一作者。西南医学中心博士后Chengheng Liao, 北卡罗来纳大学教堂山分校的合作者刘喜娟、Jeremy M. Simon，Travis S. Ptacek，Xinnan Zheng, Albert S. Baldwin等也在该研究工作中做出了重要贡献。
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/content/early//05/26/2002567117
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