首都医科大学宣武医院赵国光教授团队在《Aging and Disease》（2026年IF: 9.6，JCR Q1区,）在线提前发表研究论文USP3 Promotes Glioma Progression by Stabilizing PLK1 through Deubiquitination。第一作者闫峰主治医师，通讯作者赵国光教授、单永治教授、王亚明主任医师。

该文章阐明去泛素化酶USP3在恶性胶质瘤中的关键促癌作用，完整揭示USP3通过去泛素化修饰稳定PLK1蛋白、驱动胶质瘤恶性进展的分子通路，证实USP3/PLK1轴可作为胶质瘤全新标志物与靶向治疗靶点。

USP3属于去泛素化蛋白酶家族，广泛参与细胞内蛋白稳态调控、细胞周期运转、肿瘤细胞增殖等生物学过程；PLK1是调控细胞周期的核心激酶，二者异常表达已被多篇研究证实与多种恶性肿瘤的恶性表型密切相关。本研究针对胶质瘤高发病死率、临床治疗靶点匮乏的现状，围绕USP3介导的蛋白去泛素化调控通路开展体内外实验，明确二者在胶质瘤中的调控关系与临床意义。

关键词：USP3；PLK1；去泛素化；胶质瘤；细胞周期；靶向治疗

01 核心机制与功能

研究首先依托TCGA公共数据库，对比分析基于脑活检的胶质瘤组织与正常脑组织样本中USP3、PLK1的表达差异，证实二者在胶质瘤组织中显著高表达，且表达水平与肿瘤恶性程度存在相关性。同时研究构建两种功能细胞模型：在U-251MG胶质瘤细胞中过表达USP3，在DK-MG胶质瘤细胞中敲低USP3，结合CCK-8实验、细胞周期流式检测等功能学实验验证功能表型：

USP3高表达可显著增强胶质瘤细胞增殖能力，推动细胞周期异常运转；敲低USP3则明显抑制肿瘤细胞活力、阻滞细胞周期进程；

机制层面，USP3发挥去泛素酶功能，特异性去除PLK1蛋白K48位泛素化修饰，阻碍PLK1经泛素-蛋白酶体途径降解，提升PLK1蛋白稳定性与蛋白表达量；

上调的PLK1持续激活促增殖相关通路，最终介导胶质瘤细胞恶性增殖、侵袭等肿瘤进展表型。

该研究明确USP3-PLK1是胶质瘤发生发展的关键驱动轴，USP3作为上游调控因子，依靠去泛素化这一翻译后修饰方式，牢牢把控PLK1蛋白稳态，是胶质瘤病理进程中不可或缺的关键调控分子。

02 治疗潜力与挑战

靶向治疗潜力

USP3、PLK1二者在胶质瘤肿瘤组织特异性高表达，正常组织表达水平相对较低，具备理想靶点属性；靶向抑制USP3活性可下调PLK1蛋白水平，进而有效遏制胶质瘤细胞增殖，提示USP3抑制剂、PLK1靶向药物及联合给药方案，在胶质瘤靶向治疗领域具备可观研发前景，为克服胶质瘤现有治疗瓶颈提供新思路。

现存挑战

USP3作为人体内源性去泛素化酶，同时参与多种正常细胞生理稳态维持，功能具备多效性，全面非特异性抑制USP3存在干扰正常细胞生理功能的潜在风险；且USP3在不同分级胶质瘤、肿瘤微环境中的表达调控模式仍有待细化验证。后续研究需开发组织特异性、酶活性选择性精准靶向策略，规避脱靶毒性，进一步验证该靶点在动物体内、临床样本中的实际疗效。

03 未来方向

后续可开展多组学联合分析、类器官模型及动物体内成瘤实验，完整解析USP3-PLK1轴上下游完整调控网络；开展临床样本队列分析，验证USP3/PLK1表达对胶质瘤患者预后评估和活检术后治疗决策的临床价值；推进靶向小分子药物筛选与优化，推动该靶点从基础机制研究向胶质瘤个体化靶向治疗临床转化。

04 论文摘要

胶质瘤是一类侵袭性极强的原发性颅内肿瘤，发病率与病死率居高不下，临床上亟需发掘新型有效治疗靶点。泛素化与去泛素化修饰通路是调控肿瘤恶性进展的重要翻译后修饰通路，去泛素化酶USP3、细胞周期激酶PLK1均被报道参与肿瘤细胞增殖调控，但其二者在胶质瘤中的相互作用模式尚不明确。

本研究旨在探究USP3能否通过介导PLK1蛋白去泛素化修饰调控胶质瘤进展。研究利用TCGA数据库分析USP3、PLK1在胶质瘤及正常脑组织中的表达差异；分别在U-251MG细胞构建USP3过表达模型、DK-MG细胞构建USP3敲低模型，采用CCK-8、细胞周期检测等实验评价细胞增殖能力；分子实验验证USP3对PLK1泛素化水平、蛋白稳定性的调控作用。

结果证实USP3在胶质瘤中高表达，其可通过去除PLK1的K48位泛素链稳定PLK1蛋白，上调PLK1表达水平，进而加速胶质瘤细胞周期进程、促进肿瘤细胞恶性增殖，最终推动胶质瘤进展。

本研究阐明了USP3调控胶质瘤进展的全新分子机制，确立USP3-PLK1通路作为胶质瘤潜在预后标志物与靶向靶点的科学依据，为胶质瘤靶向新药研发提供扎实的基础理论支撑。

05 结论

本研究揭示了USP3在胶质瘤病理网络中的核心调控地位：USP3通过去泛素化修饰稳定PLK1蛋白，激活促肿瘤通路、驱动胶质瘤恶性进展，是调控胶质瘤细胞蛋白稳态与细胞周期的关键分子。

USP3-PLK1调控轴搭建起了胶质瘤去泛素化调控与细胞周期调控之间的重要桥梁，二者的异常高表达是胶质瘤不良预后的潜在危险因素。尽管靶向USP3的治疗方案仍面临特异性、体内安全性等诸多挑战，但该分子靶点突破了现有胶质瘤治疗靶点的局限，为理解胶质瘤发病机理开辟全新视角，同时为胶质瘤靶向药物研发、预后评估、精准个体化治疗提供可靠新方向。

伴随靶向小分子药物研发、活体靶向递送技术、临床转化研究的不断推进，USP3有望应用于胶质瘤脑活检术后精准诊疗，预后筛查、治疗决策、靶向干预等，改善胶质瘤患者临床治疗结局。

第一作者

闫峰

首都医科大学宣武医院

神经外科功能组 主治医师

国家神经外科手术机器人培训平台专家，国家互联网诊疗工程中心专家。神经系统疑难疾病精准诊疗中心及肿瘤急诊绿色通道负责人，目前已完成各类神经外科机器人手术1900余例。专业方向：神经系统肿瘤及疑难疾病的精准化诊疗，立体定向脑内病灶活检、复发，难治型脑转移瘤、颅咽管瘤、脑囊肿造袋、三叉神经球囊压迫PBC手术等，对神经外科机器人手术较为擅长。以第一作者在《Journal of Neurosurgery》、《Journal of Neurology》、《INTENSIVE CARE MEDICINE》、《International Journal of Stroke》等SCI、国内核心期刊杂志发表专业论文十余篇；参编/译《Cerebral Angiography Normal Anatomy and Vascular Pathology》（Second Edition），《影像指导神经外科学手术学》（2023版）等专著10余部。

【出诊时间：周三下午 脑肿瘤初筛及脑活检精准诊疗和三叉神经痛微创治疗门诊】

通讯作者

赵国光

首都医科大学宣武医院

主任医师 二级教授 北京学者 博士研究生导师

现任首都医科大学宣武医院院长、国家神经疾病医学中心主任、国家卫健委脑损伤评价与质控中心主任、首都医科大学宣武医院神经外科功能神经外科中心主任。

赵国光教授长期从事功能性脑疾病的诊疗与转化研究。以通讯作者身份在Lancet Public Health、Nat. Commun.、Alzheimers. Dement.、Sci. Bull.、Mol. Psychiatry 等专业期刊发表论文80余篇。主持“科技创新2030--脑科学与类脑研究”重大项目及其他国家级重点攻关计划4项。以第一完成人身份获得中华医学科技奖一等奖、北京市科技进步奖一等奖、北京市高等学校教学名师、首届脑机接口大会“卓越学者奖”等重要奖项。

【出诊时间：周二下午 神经外科特需门诊】

共同通讯作者

单永治

首都医科大学宣武医院

神经外科副主任 主任医师

教授 博士生导师

北京功能神经外科研究所副所长，首都医科大学癫痫临床诊疗与研究中心副主任，国家卫健委能力建设和继续教育神经外科专家委员会委员。中国抗癫痫协会理事，SEEG专委会学术秘书，中国医师协会神经调控专委会常委，北京神经病学癫痫专业委员会副主任委员，北京神经科学神经调控与脑机接口转化应用专委会副主任委员，北京医学会功能神经外科委员。曾获北京市科技进步一等奖，中华医学科技奖一等奖，现主持科技部十四五重点研发项目及北京市自然科学基金重点课题。

【出诊时间：周一上午 周三上午神经外科特需门诊】

共同通讯作者

王亚明

首都医科大学宣武医院

神经外科 主任医师

北京医学会神经外科学分会第八届委员会委员，中国人民解放军医学科学技术委员会第九届神经外科学专业委员会功能学组委员，中国医师协会神经肿瘤学分会委员，中国医疗保健国际交流促进会神经损伤学分会常委，中国医疗保健国际交流促进会神经外科分会委员，北京医师协会神经外科专科医师分会理事。

专业方向：颅内肿瘤的显微外科手术切除，颅咽管瘤综合治疗具有特色；在立体定向脑内病灶活检、立体定向清除脑干血肿、立体定向间质内放疗、功能神经外科疾病的诊断和外科治疗，以及机器人辅助神经外科手术方面具有专长。

【出诊时间： 周三上午 专家门诊】