PSME2通过IL-6/STAT3信号轴调控自噬
过去十年,泛素-蛋白酶体系统(UPS)与自噬-溶酶体通路(ALP)的交互调控成为肿瘤学研究的热点,而11S蛋白酶体激活复合物亚基PSME2(PA28β)在其中的角色却报道不一:部分实体瘤中PSME2表现为肿瘤抑制因子,而在透明细胞肾细胞癌、黑色素瘤等模型中又被证实可驱动转移。该矛盾提示PSME2的功能高度依赖组织类型与上游信号环境,也为ESCC中PSME2的系统性研究埋下伏笔。
本研究整合TCGA-ESCC、GEO GSE53625两大队列共271例转录组数据,首次发现PSME2在肿瘤组织中普遍高表达,且mRNA水平与患者总生存呈显著负相关。为排除数据库偏倚,作者进一步在54例本院手术标本及100例组织芯片中进行qPCR与免疫组化验证,证实PSME2蛋白表达在肿瘤组织中显著高于邻近黏膜,Kaplan-Meier分析再次提示高表达组预后更差。尤为重要的是,PSME2表达与病理T分期呈正相关,而与淋巴结转移、AJCC分期无明显关联,提示其可能主要在局部侵袭阶段发挥功能。
机制层面,作者选取KYSE30、NE6-T等PSME2高表达细胞系,通过三条独立siRNA序列实现>80%的敲减效率。CCK-8、EdU、集落形成实验均显示敲减后增殖活性下降约40%,Transwell迁移与侵袭实验分别下降35%与45%。考虑到PSME2作为蛋白酶体激活因子可能通过蛋白稳态失衡触发应激反应,作者采用mRFP-GFP-LC3双荧光报告系统评估自噬流。结果一致显示,PSME2缺失导致LC3-II/I比值升高、p62降低,红色/黄色斑点比例增加,提示自噬体-自噬溶酶体转化增强。为明确信号来源,ELISA检测培养上清IL-6水平上升1.2-1.4倍,Western blot显示STAT3 Tyr705磷酸化同步升高。使用WP1066阻断STAT3磷酸化或LMT28中和IL-6后,LC3-II/I比值下降、p62回升,证实PSME2通过抑制IL-6/STAT3轴负向调控自噬。
在功能回复实验中,作者发现单纯抑制PSME2可诱导保护性自噬,使细胞死亡比例下降;而联合WP1066或CQ阻断自噬后,LDH释放量及Calcein-PI染色阳性率显著升高,提示自噬在此条件下由促生存转为促死亡。该现象符合“蛋白酶体-自噬互补模型”:当蛋白酶体功能被抑制,细胞启动自噬以降解聚集蛋白;若再阻断自噬,则蛋白毒性应激无法缓解,最终触发不可逆的细胞损伤。
作者进一步利用结构-功能关联数据库(DGIdb)筛选到PR171可与PSME2启动子区域结合。体外梯度暴露实验表明,10 nM PR171即可显著下调PSME2蛋白水平,并伴随LC3-II升高、p62下降。EdU、集落形成、划痕及侵袭实验均显示PR171可重现siPSME2的抑增殖、抑迁移表型。尤为关键的是,PR171联合CQ后,KYSE30与KYSE140细胞死亡率显著高于单用任一试剂,提示合成致死效应可在ESCC模型中复现。
体内验证阶段,作者在雄性BALB/c裸鼠右侧胁肋皮下接种3×10^6 NE6-T细胞,待瘤体直径达5 mm后随机分组,通过尾静脉高压水动力法递送siPSME2,并辅以腹腔注射WP1066或CQ,或单独腹腔注射PR171±CQ。连续4周监测显示,siPSME2+WP1066组与siPSME2+CQ组在第12天即出现肿瘤体积增长受限,终点瘤重分别下降52%与48%;PR171单用组下降35%,PR171+CQ组下降61%。H&E与IHC复测证实Ki-67明显下调,LC3斑点增多,p-STAT3减弱,实验终点未见实验动物体质量显著波动或脏器毒性迹象。
Western blot阶段所用ECL曝光液为上海Abmole Bioscience M21605,该底物灵敏度高,可在低丰度蛋白检测中显著降低背景;CCK-8试剂采用Abmole M4839,线性范围宽,确保96孔板高通量读数的稳定性;PR171购自Abmole,纯度≥99%,-20 °C避光保存,重溶后浓度通过BCA校正,确保剂量-效应曲线可靠。
综上,PSME2在ESCC中通过抑制IL-6/STAT3轴负向调控自噬,进而维持蛋白稳态并促进细胞存活。靶向PSME2或联合干预其下游自噬节点,可望为食管鳞癌的精准干预提供新的理论依据与实验线索。