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Jan 10, 2024

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8972 (2023) Citar este artigo

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Modificações pós-traducionais (PTM), como acetilação, deubiquitinação e fosforilação de proteínas, desempenham papéis importantes em vários tipos de progressão do câncer. A proteinase 5 específica da ubiquitina (USP5), um membro único das enzimas deubiquitinantes (DUBs) que reconhece especificamente a poliubiquitina não ancorada, pode regular a estabilidade de muitas proteínas associadas à tumorigênese para influenciar o início e a progressão do câncer. No entanto, o significado biológico diversificado de USP5 no pan-câncer não foi estudado de forma sistemática e abrangente. Aqui, exploramos o papel do USP5 no pan-câncer usando o banco de dados The Cancer Genome Atlas (TCGA) e Genotype-Tissue Expression (GTEx), e também adquirimos e analisamos dados por meio de vários softwares e plataformas da Web, como R, GEPIA2.0 , HPA, TISIDB, cBioPortal, UALCAN, TIMER 2.0, CancerSEA e BioGRID. A expressão de USP5 foi alta na maioria dos cânceres e diferiu significativamente em diferentes subtipos moleculares e imunológicos de cânceres. Além disso, USP5 tinha certo valor diagnóstico em vários tipos de câncer, e a alta expressão de USP5 geralmente previa mau prognóstico para pacientes com câncer. Também descobrimos que o tipo de alteração genética mais frequente do USP5 foi a mutação, e o nível de metilação do DNA do USP5 diminuiu em vários tipos de câncer. Além disso, a expressão de USP5 se correlacionou com fibroblastos associados ao câncer (CAFs), células endoteliais (EC) e marcadores genéticos de imunomoduladores em cânceres. Além disso, o resultado do sequenciamento de célula única mostrou que o USP5 pode regular vários comportamentos biológicos do tumor, como apoptose, dano ao DNA e metástase. A análise de enriquecimento de genes indicou que o "spliceossoma" e o "splicing de RNA" podem ser o mecanismo crítico para o envolvimento do USP5 no câncer. Tomados em conjunto, nosso estudo elucida o significado biológico de USP5 no diagnóstico, prognóstico e imunidade em pan-câncer humano.

O câncer é uma das principais causas de morte humana, com impactos negativos significativos na saúde social e na economia em todo o mundo1,2. Embora o desenvolvimento da cirurgia, quimiorradioterapia, terapia direcionada e imunoterapia tenham melhorado o efeito terapêutico no câncer, o prognóstico e a taxa de sobrevida dos pacientes com câncer ainda permanecem ruins por vários motivos, incluindo resistência a medicamentos e efeitos colaterais3. Portanto, a identificação de novos biomarcadores pan-câncer e alvos de terapia para o câncer é fundamental para melhorar a saúde humana 4.

A desubiquitinação é uma modificação pós-traducional (PTM) comum de proteínas, que está envolvida na regulação de várias funções fisiológicas e processos patológicos, como transdução de sinal e progressão do câncer5,6. Ubiquitin-specific proteinase 5 (USP5), descoberta e purificada por Wilkinson et al., também conhecida como Ubiquitin isopeptidase T (ISOT), pertence à família ubiquitin-specific proteinase (USP), a maior família de enzimas deubiquitinantes (DUBs) 7. USP5 está localizado perto do gene CD4 no cromossomo humano 12p13 e codifica cinco domínios separados com o tamanho de 93,3-kDa8. É o único que pode identificar e remover especificamente a ubiquitina da extremidade proximal das cadeias de poliubiquitina não ancoradas9. E muitas pesquisas provam que o USP5 regula uma variedade de atividades celulares, incluindo o reparo de quebras de fita dupla do DNA10, respostas inflamatórias11 e respostas ao estresse12.

Quanto ao papel do USP5 no câncer, ele atraiu a atenção de muitos pesquisadores recentemente. A ligação funcional entre a expressão aberrante de USP5 e o desenvolvimento de vários tipos de câncer, como câncer de mama13, câncer de pulmão14,15, câncer colorretal16 e carcinoma hepatocelular17, foi estabelecida por muitos estudos. Enquanto isso, foi demonstrado que o USP5 está intimamente correlacionado com algumas moléculas-chave e vias que regulam o câncer, o que indica o valor potencial do USP5 como um novo alvo de tratamento para o câncer18. No entanto, o papel detalhado do USP5 no pan-câncer permanece indefinido até agora.

 0.7) in 20 cancer types, including ACC, BRCA, CESC, CHOL, COAD, DLBC, GBM, HNSC, KIRP, LGG, LIHC, LUAD, LUSC, OV, PAAD, READ, STAD, TGCT, THYM and UCS (Fig. 6A–T). Among them, USP5 had great diagnostic performance (the area under the curve > 0.9) in BRCA, CHOL, DLBC, LGG, LUSC, PAAD and THYM./p> 0.7) in 20 cancer types, especially in predicting BRCA, CHOL, DLBC, LGG, LUSC, PAAD and THYM (AUC > 0.9), indicating the potential clinical application value of USP5 as a reliable diagnostic biomarker. Meanwhile, as a unique member of deubiquitinating enzymes (DUBs), USP5 could manage the stability of some key tumor-regulating proteins such as, Hypoxia-inducible factor 2α (HIF2α) in BRCA13, CyclinD1 (CCND1) in GBM22, Snail Family Transcriptional Repressor 2 (SNAI2) in LIHC17, Histone Deacetylase 2 (HDAC2) in OV23, Signal Transducer And Activator Of Transcription 3 (STAT3)20, WT1 Transcription Factor (WT1)21 and Forkhead Box M1 (FOXM1)24 in PAAD and Catenin Beta 1 (CTNNB1)25, Programmed cell death ligand 1 (PD-L1)26 and CyclinD1 (CCND1)15 in NSCLC to promote cancer progression, and our receiver operator characteristic (ROC) curve analysis showed the area under the curve (AUC) of 0.905 in BRCA, 0.852 in GBM, 0.891 in LIHC, 0.820 in OV, 0.980 in PAAD and 0.946 in LUSC. Thus, the combination of USP5 with these tumor-related biomarkers separately may significantly improve the diagnostic accuracy for the above cancers. Using cox proportional hazards model and Kaplan–Meier analysis, we found that USP5 was negatively correlated with patients’ prognosis generally. Specifically, USP5 expression indicated poor overall survival in patients with LAML, LIHC, LUAD, MESO, SKCM and UVM. In addition, we further analyzed the association between the expression level of USP5 and disease-specific survival or progress-free interval of cancer patients, and we proved that on the whole, USP5 exhibited risk role in MESO and UVM for overall survival, disease-specific survival and progress-free interval, in LUAD and SKCM for overall survival and disease-specific survival and in COAD for disease-specific survival and progress-free interval. In addition to the previous reported negative association between USP5 and the progression of BRCA13, BLCA27, CRC16, GBM22, LIHC17, melanoma28, NSCLC15,26, OV23 and PAAD20, our result first showed that USP5 may emerge as a novel biomarker for predicting the prognosis of ACC, LAML and MESO, especially MESO. These results suggested that USP5 had important diagnostic and prognostic implications in various cancers, and may serve as a therapeutic target for precision oncology./p>