近日，大连化物所生物分子功能与机制研究组（1821组）朴海龙研究员团队与生物分子高分辨分离分析及代谢组学研究组（1808组）许国旺研究员、刘心昱副研究员（第十一批会员）团队、以及大连医科大学附属第一医院谭广教授团队合作，在前期对蛋白质泛素化及去泛素化相互作用的研究基础上（Oncogene，2020；iScience，2019），进一步发现了去泛素化酶USP22可调控肝癌脂代谢的合成过程，并揭示了USP22可通过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）促进肝癌脂肪酸合成的新机制，为靶向肝癌脂质合成途径的药物开发提供了新思路。

代谢重编程是癌症的重要特征。脂肪酸从头合成增强是癌细胞中常见的代谢紊乱方式，正常细胞主要是通过外源来摄取和获取脂质的，而癌症细胞则更依赖脂肪酸从头合成维持脂质稳态，以此来满足自身增殖和生长的需求。因此，明确靶向癌症细胞脂肪酸合成过程是治疗肝癌的重要方法之一。

本工作中，研究人员首先通过分析肝癌病理组织中USP家族蛋白的表达情况，并结合代谢组学发现了去泛素化酶USP22与肝癌脂质合成具有显著的相关性；后续通过对细胞分子生物学实验和代谢物的分析，进一步佐证了PPARγ是USP22参与肝癌脂质代谢的重要底物分子。PPARγ是一种配体激活的转录因子，能够激活脂肪酸合成关键酶ACC、ACLY、FASN等的表达，进而促进脂质生成。但是，目前对其调控机制的研究并不完善。研究人员通过生物化学实验证实了USP22可以通过切除PPARγ多个赖氨酸位点的K48泛素链来稳定其表达，稳定表达的PPARγ会进一步激活其靶基因ACC、ACLY的表达，最终促进了脂肪酸从头合成并导致了肝癌的发生。此外，研究团队通过对小鼠模型的研究证实了干扰USP22-PPARγ-ACC/ACLY的信号传导途径除了会抑制脂质合成，还会显著抑制裸鼠瘤的生长。临床组织中USP22与PPARγ、ACC、ACLY的表达都具有显著的正相关性，USP22高表达的肝癌病人预后较差。该工作为靶向肝癌脂肪酸合成的治疗提供了新的科学依据。

相关研究成果以“USP22 Regulates Lipidome Accumulation by Stabilizing PPARγ in Hepatocellular Carcinoma”为题，于近日发表在《自然—通讯》（Nature Communications）上。该工作的共同第一作者是大连化物所1808组博士后宁振、1821组助理研究员刘晓龙和博士毕业生郭新、卢畅。上述工作得到了国家自然科学基金、辽宁省兴辽人才计划、我所创新基金、博士后基金、中科院青促会基金等项目的资助。

文章链接： https://doi.org/10.1038/s41467-022-29846-9