卵巢肿瘤相关蛋白酶B1（OTUB1）属于去泛素化酶家族成员之一，对于多聚泛素化链的高度特异性识别切割功能引起广泛关注，可调控多种重要的信号通路，如上皮-间质转化通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路和p53相关信号通路等。近年来已经逐渐成为肿瘤学研究的新方向，越来越多的研究证明，OTUB1与肝细胞癌、结直肠癌、乳腺癌等多种肿瘤的关系密切，调控肿瘤的发生、发展以及预后，靶向OTUB1可能成为肿瘤的潜在治疗方法。泌尿系肿瘤主要包括前列腺癌、膀胱癌以及肾细胞癌。主要对OTUB1与泌尿系肿瘤相关性的研究进展进行综述，表明OTUB1在泌尿系肿瘤的发生、发展中发挥重要作用，并进一步探索靶向OTUB1治疗泌尿系统肿瘤的可能性。
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泛素化是一种蛋白质翻译后修饰方式，其对蛋白质的功能影响十分重要，是众多蛋白质实现其功能的必要修饰方式，同时也是一种重要的细胞内信号分子，参与多种重要的信号通路，也控制多种重要机制的开始及终止[1]。泛素化是体内蛋白质降解的重要途径，绝大多数的蛋白质降解由泛素-蛋白酶体系统介导[2]，主要由E1泛素激活酶、E2泛素偶联酶以及E3泛素连接酶经过一系列的反应，将泛素分子转移到底物蛋白上，招募蛋白酶体将底物蛋白质降解的过程。而蛋白的动态调节过程主要受泛素化酶和去泛素化酶的联合调控，去泛素化酶是一类数量众多的蛋白酶家族，目前已知人类基因能编码6个家族约100多种去泛素化酶[3]。去泛素化酶的目的蛋白众多，包括酶、转录因子和信号传导分子等，有些还是已知的癌基因或抑癌基因的产物[4]。卵巢肿瘤相关蛋白酶B1（ovarian tumor associated proteinase B1，OTUB1）是去泛素化酶家族成员之一，与多种恶性肿瘤如结直肠癌[7,8,9,10]、肝细胞癌[11]以及乳腺癌[12]等肿瘤的发病机制紧密相连[5,6]。近年来，OTUB1与泌尿系统肿瘤的关系逐渐成为热点。OTUB1在膀胱癌、前列腺癌以及肾细胞癌中发挥重要作用，可能会成为泌尿系统肿瘤的一个潜在治疗靶点。
目前已知的去泛素化酶有6大类，即泛素特异性蛋白酶家族（ubiquitin specific proteases，USPs）、泛素羧基末端水解酶家族（ubiquitin C-terminal hydrolases，UCHs）、卵巢肿瘤相关蛋白酶家族（ovariantumorproteases，OTUs）、Machado-Joseph病蛋白结构域蛋白酶（Machado-Joseph disease protein domain proteases，MJDs）、JAMM/MPN结构域相关金属蛋白酶家族（JAMM/MPN domainassociated metallopeptidases，JAMMs）和单核细胞趋化蛋白诱导的去泛素酶家族（monocyte chemotactic protein-induced protein，MCPIPs）[13]。上述去泛素化酶大多属于半胱氨酸蛋白酶，具有高度相似的氨基酸序列和分子结构，大多为致癌或抑癌E3泛素连接酶的直接抑制剂，参与多种癌症的发生和进展。其中USPs家族是目前已知的包含成员最多的去泛素化酶家族，MJD结构域蛋白酶家族对于正常寿命不可或缺，MCPIPs家族为最近新发现的去泛素化酶家族。最特殊的为OTUs家族，OTU结构域最初是通过生物信息学的方法在黑腹果蝇的卵巢肿瘤基因中发现的[14]。OTU与其他已知的去泛素化酶不同的是它没有类似的序列同源性，但它也有半胱氨酸蛋白酶位点，且其成员对不同的泛素链具有专一性，因此OTU也具有去泛素化酶的活性。目前已知的OTU在人体内约有16种，从进化上大致分为OTUD亚家族类、Otubains亚家族（OTUBs）、A20亚家族以及OTULIN亚家族4类[15]。不同的OTU家族中心结构域大小不同，不同成员能够对不同类型的多泛素链连接特异性识别并切割。如OTUB1对识别赖氨酸残基K48（lysine residue 48，Lys48）连接的多泛素链有高度的特异性，OTUB2能剪切Lys63和Lys48连接的多泛素链[16,17]。A20和cezanne能够分别特异性识别K48和K11连接的多泛素链，OTULIN能特异性水解M1连接的多泛素链[18]。OTU家族成员识别不同连接类型多泛素链的特异性值得成为研究的重要方向。尤其是OTUB1，其主要特异性识别K48位点的泛素化链，而大量研究结果显示，各个泛素单体分子主要通过K48位点的赖氨酸相连接，故研究OTUB1与K48的作用机制以及OTUB1的功能显得尤为重要，这对研究多种去泛素化机制以及多种肿瘤的发生、发展和治疗大有益处。
泛素化与去泛素化是一个高度动态可逆的共价修饰过程，蛋白的功能可因泛素化酶的泛素化而停止。泛素化又可因去泛素化酶的存在而终止，去泛素化过程同样可因蛋白酶的泛素化而终止去泛素化，这样的调控机制使反应的灵敏性得到精确的调控。去泛素化酶的功能多种多样，其过程的调节是极其精密有序的，其可参与多种重要的生命活动，包括细胞周期调控、基因转录、激酶活化、蛋白质降解、DNA修复等，在细胞的增殖、分化过程中发挥着重要作用，参与了许多疾病的发生发展，如肿瘤、神经退行性疾病等[6,19]。
OTUB1是已知的去泛素化酶中OTU结构域超家族中的一员，是1个包含271个氨基酸的蛋白质。其特异性识别并切割Lys48连接的多聚泛蛋白链，对Lys48位点的泛素化链具有特异性的识别作用[20]，引起了大量研究者的关注从而成为热点。与其他类去泛素化酶家族不同的是，OTUB1的氨基酸序列与UCH、USP完全不一样，无同源性，但有1个半胱氨酸酶位点，且对K48泛素化链具有特异的专一性，因此其同样具有去泛素化酶的活性[16]。OTUB1与多种涉及泛素化信号通路的及时终止密切相关，其可调控体内大多数蛋白质的降解，可调控多种信号分子来参与多种肿瘤的发生、发展，可能作为肿瘤治疗的一种潜在靶点。
OTUB1作为一类特殊的去泛素化酶，主要通过经典的去泛素化途径和非经典的去泛素化途径发挥去泛素化酶功能。经典的去泛素化途径主要依赖其去泛素化酶活性，这与众多的去泛素化酶功能相一致，而OTUB1的酶活性主要涉及3个核心氨基酸即88位的天冬氨酸（D88）、91位的半胱氨酸（C91）和265位的组氨酸（H265）[21]。而非经典的去泛素化途径主要依赖其氨基端的与E2泛素偶联酶的连接活性，OTUB1可通过其氨基端与E2泛素偶联酶相连接，抑制泛素分子从E2泛素偶联酶向E3泛素化连接酶转换，进而抑制底物蛋白的泛素化进程[7, 22,23]。这2种去泛素化途径增加了OTUB1的多能性，提示其在多种信号转导以及疾病的发生、发展中具有极其重要的作用。
上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是众多肿瘤进展演变的机制原因，上皮细胞逐渐向间质细胞形态转化，变成梭长结构，更利于肿瘤细胞的穿行，由原位向深层甚至远处侵袭，从而导致肿瘤的转移进展[24,25]，因此其是众多肿瘤的经典机制研究方向，研究发现OTUB1可以通过EMT信号通路调控多种肿瘤的侵袭进展。Zhou等[7]研究发现OTUB1在结直肠癌中表达明显上调，可显著促进N-钙黏蛋白的表达，抑制E-钙黏蛋白和波形蛋白的表达，从而最终促进结直肠癌的转移。不仅在结直肠癌中发现OTUB1调节EMT信号通路，在其他肿瘤如脑胶质瘤[26]、胃腺癌[27]以及食管癌[28]等中也证实OTUB1可显著调控EMT信号通路，进一步调控肿瘤的进展。其内在机制可能是由于OTUB1去泛素化某种核心蛋白，进一步调控EMT信号通路相关蛋白的表达。
叉头框（Forkheadbox，FOX）M1是参与细胞增殖的转录激活因子，在M期被磷酸化，并调节细胞周期基因如cyclin B1和cyclin D1的表达[29,30]。FOXM1的紊乱与多种肿瘤的发生演变相关，而OTUB1与FOXM1的关系也逐渐得到证实。Karunarathna等[12]证明OTUB1可以抑制FOXM1的泛素化和降解进而促进乳腺癌的表柔比星耐药，而OTUB1去泛素化酶突变体C91s无法调节FOXM1的泛素化和降解，证明OTUB1通过其去泛素化酶活性调节FOXM1的稳定性进而调节多种肿瘤的进展。这一结论进一步在卵巢癌[31]和肾细胞癌[32]中得到证实，提示OTUB1可明显调控肿瘤细胞的增殖进而促进肿瘤的进展。
雌激素受体α（estrogen receptor α，ERα）是乳腺癌和子宫内膜癌发展的关键因素。研究发现，OTUB1在子宫内膜癌细胞株Ishikawa中负调控内源性ERα介导的转录，降低OTUB1的表达水平可，上调ERα介导的孕激素受体基因启动子的转录，并增加雌激素依赖性胎盘碱性磷酸酶的活性。因此，OTUB1可通过影响ERα基因的转录和染色质中ERα蛋白的稳定，从而调节ERα在Ishikawa细胞中的有效性和功能活性[33]。
p53作为抑癌基因在维持基因组完整性和防止细胞向恶性转变中起重要作用。其基因突变或信号通路中其他信号分子的缺陷与大部分人类癌症关系密切[34]。研究发现，OTUB1通过抑制小鼠双微体2（murine double minute 2，MDM2）同源E2泛素结合酶UbcH5，可以调节p53的稳定性和活性[35]。研究还发现，OTUB1可被视为p53的一种新型调节器。OTUB1在体内外可直接抑制MDM2介导的p53泛素化，可明显稳定和活化p53，引起p53依赖的细胞凋亡和细胞增殖抑制现象。OTUB1在体内外对UbcH5去泛素化，主要在59和109位点的赖氨酸残基[36]。因此，OTUB1是有效的p53正向调节剂和E2抑制剂[21]。
OTUB1可调节凋亡抑制因子1（inhibitor of apoptosis protein 1，c-IAP1）的稳定性以及调节信号传导途径：E3泛素连接酶是c-IAP蛋白的细胞抑制剂，其是肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor，TNFR）介导的信号传导关键调节因子。c-IAP蛋白促进受体相互作用蛋白1和核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）诱导激酶及其自身的泛素化，并调节TNFR信号传导复合物的组装。因此，在不存在c-IAP蛋白的情况下，TNFR介导的NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途径的活化以及基因表达的诱导严重降低。OTUB1作为c-IAP相关的去泛素化酶，可调节c-IAP1的稳定性。结果表明OTUB1通过调节c-IAP1稳定性来调节NF-κB和MAPK信号传导途径和TNF依赖性细胞死亡[37]。
OTUB1在结直肠癌组织中过表达，而在癌旁组织中低表达，OTUB1的表达水平也与结直肠癌的转移相关[7,38]。研究发现OTUB1的高表达水平与较差的存活率明显相关，并且OTUB1在多变量分析中可作为结直肠癌的独立预后因素。OTUB1还通过调节EMT促进体内外结直肠癌细胞系的转移。这一系列发现提示OTUB1对于结直肠癌的发生、发展具有促进作用[8,9]。提示靶向OTUB1可能有助于结直肠癌的治疗，成为一种新的治疗思路。
Snail是EMT的关键调节因子，而EMT是肿瘤发生转移最常见的分子机制，在肿瘤进展和转移中起重要作用[39]。其在细胞中被迅速降解，且其蛋白质水平受到严格控制。其降解主要由精确的泛素化来调控，目前已经定义了几种涉及Snail降解的E3连接酶，还发现了参与调节Snail的去泛素化酶OTUB1，后者又可通过阻止Snail的泛素化和蛋白酶体的降解来维持其结构的稳定性。OTUB1可通过促进Snail蛋白的稳定性从而促进食管鳞状细胞癌的转移。此外，OTUB1在食管鳞状细胞癌组织中呈高表达，且高表达的OTUB1常与食管癌的不良预后结果明显相关。提示OTUB1在Snail调节以及食管癌的进展方面起重要作用[28]。
大量研究证明OTUB1表达水平与肝细胞癌的许多临床病理参数（TNM分期、组织学分期和转移或复发）显著相关。生存分析显示，肝细胞癌细胞OTUB1过度表达组的总生存时间明显短于OTUB1下调组，提示OTUB1对肝细胞癌的发生、发展可能存在促进作用。多变量分析表明，OTUB1的表达对肝细胞癌患者是显著且独立的预后参数。小干扰RNA破坏内源性OTUB1可以显著抑制肝细胞癌细胞的分裂增殖、迁移和侵袭的能力。OTUB1表达可能是肝细胞癌患者预后的新独立预测因子。在HCC中过表达的OTUB1可能是HCC的一种新颖、有效和补充的生物标志物，它在HCC的进展中起至关重要的作用[11]。
FOXM1是一种与癌发生有关转录因子，其可被多个多聚泛素化链连接从而泛素化，并且在依赖于其泛素化所需的KEN盒反应中被靶向蛋白酶体降解。OTUB1的N-末端和催化三联体与FOXM1结合，特异性地催化从FOXM1切割Lys48特异性泛素化的蛋白连接，从而阻断FOXM1的降解，使FOXM1的结构和功能得以稳定。OTUB1可通过FOXM1为中介而发挥一系列的致癌效应。研究发现OTUB1-FOXM1复合体的相互作用可驱动肿瘤的发生、发展，OTUB1的过表达也常预示着卵巢癌的预后不良。提示阻断OTUB1-FOXM1的相互作用是卵巢癌的一种新治疗思路，OTUB1也成为卵巢癌的一种新诊断生物标记物[31]。
泌尿系统肿瘤通常泛指前列腺癌、膀胱癌和肾细胞癌，近年来，泌尿系统肿瘤的发病率逐渐上升，尤其是前列腺癌，常年位居欧美男性癌症发病率榜首，我国前列腺癌的发病率也逐年上升[42,43]。此外，膀胱癌和肾细胞癌的发病率也在上升，大多数患者经过积极治疗后能够获得一个可观的预后，但仍然有一部分患者会进展为转移性肿瘤。因此，寻找一个灵敏而有效的治疗靶点对于众多泌尿系肿瘤患者而言是必要且急切的[44]。OTUB1与非泌尿系肿瘤之间的关系已经得到广泛研究，但OTUB1与泌尿系肿瘤之间的关系研究还很少，是否OTUB1与泌尿系肿瘤之间也有与上述肿瘤之间的关系，是否OTUB1在泌尿系肿瘤组织中也呈现高表达，是否敲除OTUB1会抑制肿瘤的发生、发展，这都有待于进一步研究，故对OTUB1与泌尿系肿瘤之间关系的研究很有意义。
Iglesias-Gato等[45]用组织芯片免疫组化方法检测OTUB1的表达水平，结果显示OTUB1在前列腺癌组织中高表达，而癌旁组织中OTUB1表达量明显少于癌组织中。而且抑制OTUB1的前列腺癌细胞能明显影响二氢睾酮对前列腺癌细胞侵袭的诱导效果。OTUB1低表达的前列腺癌细胞表现出肿瘤的生长明显延迟。此外，研究者在小鼠前列腺上进行原位移植后，发现OTUB1敲除组表现出原位肿瘤生长抑制、淋巴结转移减少的现象，而对照组小鼠在肾脏和肝脏中均有转移灶。且OTUB1可以正向调节雄激素在前列腺癌细胞中的信号传导。故OTUB1在体内可诱导肿瘤的发生，在体外可促进前列癌细胞的侵袭。此外，还证明OTUB1与前列腺癌的发生、发展以及转移密切相关，OTUB1可通过RhoA活化介导前列腺癌细胞侵袭并促进体内肿瘤发生，OTUB1还在体内促进肿瘤发生。研究表明，靶向OTUB1催化活性的药物可被用作转移性前列腺癌的治疗药物。Liao等[46]研究进一步补充了这一结论，证实OTUB1不仅可以促进前列腺癌的侵袭能力，还可显著促进前列腺癌的增殖能力。以上研究证明OTUB1可以显著促进前列腺癌的发生、侵袭以及增殖能力，靶向OTUB1可能成为前列腺癌的一种潜在治疗手段。
OTUB1与膀胱癌之间关系的研究比较浅显，Zhang等[47]研究证明OTUB1在膀胱癌中表达明显上调，并与患者的不良预后显著相关。敲除OTUB1可显著促进应激转录因子6（activating transcription factor 6，ATF6）的泛素化降解，进而抑制膀胱癌的进展，过表达的OTUB1可显著促进裸鼠皮下瘤的生长，提示靶向OTUB1/ATF6轴可显著抑制膀胱癌的发生和进展。此外，Zhang等[47]进一步发现长链非编码RNA TMPO-AS1可通过促进OTUB1与E2F转录因子1（E2F transcription factor 1，E2F1）相互作用，促使OTUB1去泛素化E2F1，进而促进膀胱癌的增殖、迁移和侵袭能力，TMPO-AS1在膀胱癌中上调。功能实验进一步证明TMPO-AS1可以在体内外促进膀胱癌中细胞的增殖、迁移和侵袭，从而抑制细胞凋亡。
TMPO-AS1也能促进E2F1的上调，其内在机制是TMPO-AS1促进E2F1与OTUB1的相互作用，进而导致E2F1的去泛素化和稳定化。因此，TMPO-AS1可促进膀胱癌的恶性表型。体外实验进一步表明TMPO-AS1以E2F1依赖的方式促进膀胱癌的生长[47]。上述研究表明OTUB1通过依赖其去泛素化的功能调控多种重要蛋白的稳定来调控膀胱癌的发生、增殖和进展。靶向OTUB1将是膀胱癌诊疗的一个新方向。
OTUB1与众多肿瘤之间都有相应的关系，OTUB1与大多数肿瘤之间的关系主要是正促进作用，即过表达的OTUB1促进肿瘤生长增殖，敲除或敲击OTUB1可以延缓或抑制肿瘤增殖。但其与肾细胞癌之间的关系尚未完全清楚，Zhou等[32]研究证明OTUB1可通过去泛素化FOXM1上调上皮细胞转化序列2（epithelial cell transforming sequence 2，ECT2）进而促进肾细胞癌的进展。OTUB1在肾细胞癌组织和细胞系中上调，与肾细胞癌预后不良有关。敲除OTUB1可显著抑制细胞活力、增殖、迁移和侵袭能力。OTUB1通过促进FOXM1的泛素化来下调它的表达。FOXM1的下调抑制了ECT2介导的Rho信号传导。体内皮下异种移植肿瘤模型还显示，敲除OTUB1可通过下调FOXM1介导的ECT2表达来抑制体内肾细胞癌的生长和进展。证明靶向OTUB1/FOXM1/ECT2轴将是肾细胞癌的一种新治疗方式，未来将有更多的核心蛋白在肾细胞癌中与OTUB1的关系得到证实。OTUB1将成为肾细胞癌治疗的一个新靶点。
由上述研究可知，OTUB1在泌尿系肿瘤的发生、发展中具有重要作用，其在肿瘤组织中高表达，在体内促进肿瘤的发生，在体外促进肿瘤的侵袭。与肿瘤的不良预后显著相关，提示OTUB1可能为肿瘤治疗的一个潜在靶点。靶向半胱氨酸依赖的具有去泛素化酶活性的化合物（主要包括硫醇阻断剂N-乙基酰马来酰亚胺和泛素醛）已被证明具有显著抑制OTUB1的去泛素化酶催化活性，并可能有助于抑制OTUB1的活性。研究表明，泛素点突变体Ubv.B1.1也通过与OTUB1的N末端泛素结合位点结合，明显抑制OTUB1的活性，进一步切断K48连接的泛素，干扰OTUB1-E2复合物的形成。然而，这2种方法都不能完全抑制OTUB1的活性，因为它们都不能抑制OTUB1的去泛素化独立活性。迫切需要寻找一种特异而灵敏的OTUB1非经典去泛素化抑制剂。以上结果表明，抑制OTUB1活性可能是治疗泌尿系统肿瘤和其他疾病的有效治疗策略。然而，在OTUB1用于治疗肿瘤之前，还需要付出更多的努力。
OTUB1作为一种去泛素化酶，不仅可以及时阻止底物蛋白的泛素化来阻断信号传导，有利于各种信息的精确传导。而且还可以对泛素进行加工处理，促进泛素化的进行。泛素化调控能够精确的进行，去泛素化酶的及时终止发挥着很大的作用。OTUB1对Lys48的特异性识别是其众多功能的基础，与多种肿瘤的发生、发展密切相关，可调控多种细胞因子来调控细胞的功能和增长，甚至可调控基因的表达。OTUB1可以作为众多肿瘤的潜在治疗靶点，为肿瘤治疗提供新思路。虽然目前对OTUB1与泌尿系肿瘤之间的研究有限，但基于目前的研究可以确定OTUB1在泌尿系肿瘤中发挥重要的作用，且关系十分密切，但具体关系研究的还比较浅显。研究深度还不够，许多机制还没有研究清楚，与众多细胞因子之间的关系尚未明了，未来将有更多的研究来证实。但是有理由相信OTUB1一定可以成为泌尿系肿瘤诊疗的重要靶点，为泌尿系肿瘤的治疗提供更多的方向和空间。
所有作者均声明不存在利益冲突
