近日，汕头大学医学院李恩民教授/许丽艳研究员带领的食管癌分子病理课题组于12月17日在Nature旗下子刊《Cell Death and Differentiation》（最新5年SCI-IF=12.89），在线发表研究论文：Targeting USP10 induces degradation of oncogenic ANLN in esophageal squamous cell carcinoma。汕头大学医学院曹宇飞博士是该论文的第一作者；谢雷助理研究员为该论文共同第一作者；通讯作者是许丽艳、李恩民教授。该研究首次探究了胞质分裂蛋白Anillin (ANLN)在食管癌中的作用及临床意义，并且将USP10鉴定为ANLN新的去泛素化酶。USP10通过移除ANLN的K11和K63连接的泛素链来稳定ANLN蛋白，从而调控细胞分裂进程。USP10和E3连接酶共激活因子Cdh1通过非竞争方式结合ANLN形成功能性复合物，调控ANLN蛋白稳定性；一种天然大环内酯类化合物FW-04-806 (F806)能靶向并抑制USP10去泛素酶活性，诱导ANLN降解，进而抑制食管癌细胞有丝分裂进程。该研究揭示了一个新颖的胞质分裂调控轴，这为食管癌的治疗和药物研发提供了新见解。

泛素化系统通常介导底物蛋白降解，其中E3连接酶和去泛素化酶大多具有底物识别的特异性，因此有望从中开发治疗靶点。尽管泛素化修饰在有丝分裂中的作用已基本确立，但对去泛素化知之甚少。ANLN是一种有丝分裂相关蛋白，通过招募收缩环组分如RhoA，F-actin和myosin II等促进胞质分裂。ANLN在G2/M期表达最高并在有丝分裂退出时被E3连接酶APC/C-Cdh1降解。然而，尚不清楚ANLN的泛素化与癌症发展的关系，也没有报道ANLN是否被去泛素酶调控；ANLN在食管癌中的作用也尚不清楚。

该研究首先通过数据集和临床样本等大量证据支持ANLN在食管癌进展中的重要性，并发现高表达的ANLN促进食管癌细胞的分裂与增殖。接着，蛋白质谱技术鉴定了ANLN的相互作用蛋白组，并发现了一些潜在的ANLN去泛素化酶。作者通过免疫共沉淀和pull down实验证实去泛素化酶USP10与ANLN相互作用，USP10可移除ANLN的K11和K63多聚泛素化链从而增强ANLN的蛋白稳定性。然后，作者使用细胞周期同步化，流式细胞术和免疫荧光等证实USP10稳定ANLN以控制M/G1期转换和收缩环的正确定位。深入的机制研究中，进一步证实了USP10，Cdh1与ANLN在体内外形成一个大的复合物，且USP10和Cdh1的结合不依赖于ANLN的蛋白水平，表明了一种非竞争式结合的分子模型。USP10和Cdh1互相平衡ANLN的泛素化和蛋白水平以促进有丝分裂进程。作者还通过分析食管癌组织样本发现USP10和ANLN的表达呈正相关，且均与患者的不良预后相关。这些结果提示，USP10-ANLN轴是食管癌进展中的关键因子。最后，通过蛋白质组学等技术手段，将一种从中国本土链霉菌FIM-04-806的发酵产物中分离的天然化合物F806，鉴定为USP10-ANLN轴的潜在抑制剂。F806在动物和细胞水平均抑制ANLN蛋白表达并促进其泛素化降解；使用Ub-VS和Ub-AMC等探针证明F806能有效抑制USP10去泛素化酶活性；表面离子共振技术（SPR）也鉴定了F806能直接结合USP10。F806通过抑制USP10-ANLN轴显著延迟了食管癌细胞的有丝分裂进程。该研究为食管癌治疗提供了新靶点和候选化合物。

该研究工作得到了国家自然科学基金，广东省教育厅创新团队基金，广东省教育委员会基金，广东省科技创新战略专项基金，李嘉诚基金会（交叉研究项目）等多个项目的大力支持。