Nat Commun | 张华凤/高平合作发现分泌蛋白酶PRSS35通过抑制中性粒细胞外陷阱而影响肝癌进程

在肝细胞癌（HCC）发生发展过程中，肝细胞内的许多蛋白及其所介导的分子通路发生了变化，以满足肿瘤细胞生存和快速增殖的需求【1, 2】。同时，作为人体最主要的内分泌器官之一，肝脏分泌蛋白质组也必然发生了显著的改变。分泌蛋白质组是一类由细胞分泌到细胞外环境中的蛋白质总称，其参与了细胞增殖、细胞代谢、免疫应答等多种重要的细胞活动【3, 4】。近年来，已经陆续有多个分泌蛋白作为各类癌症的诊疗靶标进入了临床试验【5】。但与细胞内分子的研究程度相比，目前对分泌蛋白的认知还非常有限，这阻碍了人们深入理解肝癌发病的机制。因此，研究分泌蛋白对于进一步解析肝癌的发生发展机制，以及开发新的诊断和治疗手段具有重要意义。

2023年3月18日，中国科学技术大学张华凤课题组和广东省人民医院高平课题组合作在Nature Communications杂志在线发表题为 Secreted protease PRSS35 suppresses the hepatocellular carcinoma by disabling CXCL2-mediated neutrophil extracellular traps 的研究论文，该研究发现分泌蛋白酶PRSS35可以显著抑制肝癌的发生发展。在机制上，作者发现被前体蛋白酶激活的PRSS35可以通过靶向KK氨基酸序列切割CXCL2使其失活降解，进而减少肿瘤微环境中中性粒细胞的招募以及中性粒细胞外陷阱 (NETs) 的形成，最终抑制肝癌的发生发展。这些发现扩展了人们对肝细胞分泌蛋白质在肝癌发生发展过程中作用和机理的认知，也为治疗和诊断肝癌提供了一个新的有潜力的靶标。

在本项工作中，为了筛选对肝癌发生发展有重要影响的关键分泌蛋白，作者通过非标记蛋白质组学（Label-free proteomic） 比较了肝癌细胞系和永生化肝细胞系的分泌蛋白质组，发现 PRSS35 这个鲜有报道的分泌蛋白酶在肝癌细胞系的分泌蛋白质组中下降最为显著，之后通过比较健康人与临床肝癌病人的组织和血液样本中PRSS35的蛋白水平，进一步地证实了 PRSS35 在肝癌中的下调。

进一步的，作者通过质谱、高通量蛋白酶筛选和生物信息学分析成功解析了PRSS35蛋白酶的成熟机制以及其成熟后切割底物的特异性序列；并且通过联用SILAC蛋白质组学和转录组学分析了在过表达PRSS35时分泌蛋白质组中蛋白水平发生下降，但mRNA水平没有变化的分子，以此作为PRSS35的候选底物。最终作者确定了CXCL2是PRSS35的潜在底物分子，且在体内外实验中均验证了PRSS35 可以通过切割CXCL2上的KK序列使其失活降解。同时，体内实验中也证实了CXCL2 对肝癌的促进作用可以被 PRSS35 所抑制。最后通过不同的小鼠肿瘤模型，作者进一步发现PRSS35通过切割CXCL2使其失活后，可以使其丧失招募中性粒细胞的能力，造成肿瘤微环境中的中性粒细胞累积减少，抑制了NETs的形成，最终抑制HCC的发生发展。

综上所述，本研究首次发现分泌蛋白酶PRSS35 在肝癌进程中下调，并且揭示了其激活机制及抑癌功能。本研究从一个全新的角度解析了分泌蛋白PRSS35、中性粒细胞、NETs和肝癌预后之间的密切关系，对于全面深入理解分泌蛋白、中性粒细胞和NETs在肝癌发展过程中的相互作用具有重要的理论意义，并为PRRS35作为治疗靶点或诊断生物标志物的临床转化提供了研究基础。

中国科学技术大学博士生王烃、周英利和周子龙为本文的共同第一作者；张华凤教授及高平教授为共同通讯作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37227-z