研究背景和目的:乳腺癌的转移是乳腺癌患者主要的死亡原因。去泛素化酶(Deubiquitinating enzymes,DUBs)可以通过影响特定蛋白的泛素化水平,调控蛋白的稳定性和功能,进而影响细胞的多种生物学表型,在肿瘤的发生发展过程中发挥重要的作用。在前期筛选实验中,我们发现敲低去泛素化酶USP1可以明显抑制乳腺癌细胞的迁移。本研究的目的在于观察USP1调控乳腺癌细胞的生物学效应,并探讨其分子机制。实验方法:乳腺癌细胞MCF7中转染针对于不同去泛素化酶的si RNA,进行细胞转移实验,找到影响乳腺癌细胞转移的去泛素化酶;使用慢病毒技术构建过表达或敲低USP1的不同的乳腺癌细胞,通过MTT、克隆形成、细胞迁移及侵袭、小鼠乳腺原位生长/转移模型等实验方法,检测USP1对细胞增殖、迁移、体内转移能力的影响;使用USP1的抑制剂和酶失活突变体,研究USP1的去泛素化酶活性对乳腺癌细胞转移的影响;通过RNA测序技术、DAVID注释和IPA软件分析受USP1影响的下游通路,并使用real time RT-PCR技术进行验证;使用蛋白质免疫印迹、real time RT-PCR、免疫组化技术和基因芯片数据分析,研究USP1对Snail的表达的影响。实验结果:数据库分析及免疫组化染色结果表明,USP1在乳腺癌肿瘤组织及淋巴转移灶中高表达,与乳腺癌预后不佳正相关;USP1不会影响MCF7、MDA-MB-231和4T1的生长,但敲低USP1表达可以显著抑制乳腺癌细胞的迁移或侵袭能力。利用4T1细胞接种小鼠乳腺原位,发现USP1并不影响肿瘤细胞在乳腺原位的生长,但可以促进肺部肿瘤转移灶的形成。USP1对乳腺癌细胞转移的影响依赖于其去泛素化酶活性。深入分析RNA高通量测序结果,表明敲低USP1可以下调细胞黏着相关基因,削弱乳腺癌细胞运动能力相关基因的表达,Snai及其下游靶基因的表达也有所降低。在MCF7和MDA-MB-231细胞中,USP1可以在m RNA和蛋白水平促进Snail的表达。在过表达USP1的乳腺癌细胞中敲低Snail,可以抑制由USP1上调的细胞迁徙能力。通过对4T1细胞形成的原位肿瘤组织进行免疫组化染色,以及已有数据库的分析,表明Snail和USP1表达明显正相关。结论:去泛素化酶USP1可以在体内、外促进乳腺癌细胞迁移侵袭而不影响细胞生长。USP1可以通过上调Snail功能促进乳腺癌细胞的转移能力。USP1可能是干预乳腺癌转移的重要靶点。