随着发病率和死亡率的增加,癌症在中国成为主要致死原因。肺癌,作为死亡率第一,发病率第一的恶性癌症,被广泛研究,其主要分为非小细胞肺癌NSCLC(Non-Small Cell Lung Cancer)和小细胞肺癌SCLC(Small-Cell Lung Cancer)。NSCLC具有可手术切除困难,术后容易发生转移、复发,对放化疗不敏感等特点不容易进行传统治疗,深深困扰非小细胞肺癌患者。针对NSCLC靶向药物研究越来越热门,分子靶向治疗中,去泛素化酶对NSCLC进行治疗也逐渐被探索。去泛素化酶有5个家族,其中USP(ubiquitin specific proteases)家族数量和种类最为庞大。其中去泛素化酶USP13(ubiquitin specific proteases 13)作为一个热门的USP家族成员,2016到2018年在功能调控作用上被广泛研究,发表Natrue Communication 5篇。其主要作用包括增强抗感染的免疫能力,调节DNA损伤修复,卵巢癌扩增异常表达和代谢调节,内质网相关降解作用,调控癌蛋白泛素化等。目的:本课题从USP13在不同癌种间的异常扩增角度入手,分析USP13在正常组织与肿瘤中的mRNA表达,探究USP13在NSCLC中异常扩增的本质。通过美国癌症研究数据库(TCGA,The Cancer GenomeAtlas)大数据分析USP13基因在NSCLC中的扩增和表达的关系,筛选可能与USP13存在潜在关系的蛋白,在细胞水平和动物水平探究USP13在NSCLC中的促瘤机制。方法:通过TCGA美国癌症研究数据库,探寻USP13所在的3号染色体基因组相关CNV(copy number variation)的变化;运用从UCSC将illuminaHiseq测序数据经过log2(RSEM+1)转化成cgData储存的三级数据,来分析肿瘤中USP13的mRNA表达水平,以及USP13相关系数高的基因,从而探寻USP13在NSCLC中的功能。通过分子克隆的手段,给不同结构域的USP13带上GFP荧光标签,探究USP13结构域与定位的关系。通过稳转基因沉默技术(sh-RNA)将USP13敲低,探究USP13在NSCLC细胞中的作用。利用免疫缺陷小鼠,探究USP13在体内成瘤中的作用。结果:从USP13的mRNA表达来看,针对癌与癌旁的比较,发现USP13的mRNA表达量在肉瘤,前列腺癌和肠癌中,表达上调;在肺癌、乳腺癌、宫颈癌、肝癌、子宫癌、胆管癌、甲状腺癌和肾癌中下调,其中肾癌下调最为显著。从USP13基因扩增来看,肺鳞癌中USP13基因拷贝子变化(CNV,copy number variation)最大,出现位居第一的扩增。通过分析TCGA肺鳞癌的扩增,以及mRNA水平的表达,我们发现,肺鳞癌USP13显著扩增是由于3号染色q臂有一段显著扩增区域,同时扩增区域CNV与mRNA表达成正相关。从临床病人蛋白水平来看,USP13在癌中表达略高于癌旁。USP13定位于细胞核和细胞质。从功能来看,通过TCGA肺癌患者的测序数据,筛选与USP13相关性高的基因,筛选出与USP13有潜在关系的基因20个左右。通过GO分析,对这些基因进行功能和结构互作进行分析,发现USP13潜在的调控功能(肺腺癌可能和剪接相关,肺鳞癌可能和磷朊相关)。通过不同结构域的USP13细胞定位,我们发现去掉锌指结构域,USP13在细胞中成点状分布。在NSCLC细胞系中,利用基因沉默技术敲低USP13,发现USP13通过稳定磷酸化AKT促使细胞生长。抑制USP13的表达,裸鼠早期成瘤能力减弱。