EMBO J | 崔逸仙团队揭示高尔基体自噬维持糖基化稳态并驱动乳腺癌进展|乳腺癌|基化|崔逸仙|细胞|自噬|蛋白|高尔基体

糖基化是真核生物最复杂的蛋白质翻译后修饰之一，调控底物蛋白的构象、稳定性、转运和定位。糖基化主要分为 N-糖基化和 O-糖基化，二者均以高尔基体为核心加工场所：N-糖基化始于内质网，但其进一步修饰和成熟在高尔基体中完成；O-糖基化则主要发生在高尔基体。高尔基体通过糖基转移酶、糖基供体、转运蛋白及糖链修剪与质量控制精确调控糖基化，其稳态失衡会导致全细胞蛋白糖基化异常，与多种重大疾病密切相关。

高尔基体自噬（Golgiphagy）是一种新发现的高尔基体质量控制途径，通过特定受体将结构或功能异常的高尔基体片段靶向至自噬小体，随后与溶酶体融合降解。目前已鉴定出 TM9SF3、YIPF3–YIPF4、GOLPH3 等多个高尔基体自噬受体，但高尔基体自噬的上游调控机制及其在糖基化调控和重大疾病中的作用仍不清楚。

2026年10月19 日，武汉大学医学研究院、免疫与代谢前沿科学中心、中南医院崔逸仙教授团队在 The EMBO Journal 在线发表题为 A USP28-TM9SF3-Golgiphagy axis maintains glycosylation homeostasis and promotes breast cancer progression 的研究论文。该研究发现 USP28 是高尔基体自噬的关键上游调控因子，并揭示了其通过维持糖基化稳态驱动乳腺癌进展的机制。

为解析高尔基体自噬的调控机制，研究团队利用高尔基体自噬报告细胞系，对USP 家族成员开展 CRISPR 敲除文库筛选，发现 USP28 敲除显著抑制高尔基体自噬，但不影响非选择性自噬、内质网自噬及线粒体自噬。催化失活突变体 USP28C171A 回补实验表明，USP28 依赖其去泛素化酶活性来调控高尔基体自噬。

机制研究发现，USP28 能够特异性结合高尔基体自噬受体 TM9SF3——后者是崔逸仙团队此前发现的新型受体（Developmental Cell 2025）。在正常培养条件下，USP28 主要定位于细胞核；营养缺乏或高尔基体应激条件下，USP28 通过核输出受体 CRM1 转运至胞质，进而与高尔基体定位的 TM9SF3 结合，去除 TM9SF3 上的 K48 泛素链，抑制 TM9SF3 通过蛋白酶体途径降解，从而维持 TM9SF3 蛋白稳定性，促进高尔基体自噬。为验证 TM9SF3 确为 USP28 的功能下游，研究团队开展了遗传学挽救实验。在 USP28 敲除背景下，过表达野生型 TM9SF3 能够恢复应激诱导的高尔基体自噬，而缺失 LC3 互作结构域（LIR）的 TM9SF3 突变体不能产生相同的挽救作用，表明 USP28 对高尔基体自噬的调控依赖 TM9SF3 的受体活性。

功能研究发现，“USP28–TM9SF3–高尔基体自噬”通路的功能缺陷引起细胞 N-糖基化和 O-糖基化紊乱。蛋白质组学数据表明，TM9SF3 敲除细胞中大量高尔基体糖基化相关酶与转运蛋白异常积累，其中以参与复杂 N-糖基化的关键酶 MGAT5 积累最为明显。进一步研究证明，MGAT5 依赖 TM9SF3 介导的高尔基体自噬降解，从而避免其蛋白量过高；TM9SF3 敲除则导致 MGAT5 异常积累，并伴随 β1,6 分支型 N-糖链增加、整体糖基化紊乱及细胞增殖受阻。在 TM9SF3 敲除细胞中，用 siRNA 敲低 MGAT5 可有效降低异常的高甘露糖信号（HHL 染色）；而在野生型细胞中敲低 MGAT5 反而加剧高甘露糖型 N-糖基化异常。这表明，正常糖基化的维持有赖于高尔基体自噬对MGAT5 等糖基化相关蛋白丰度的精细调控。

临床样本分析提示 USP28 和 TM9SF3 与乳腺癌密切相关。免疫组织化学（IHC）染色显示，乳腺癌组织中 USP28 与 TM9SF3 的表达均显著高于癌旁组织，且两者蛋白水平呈正相关——这与机制研究高度吻合：USP28 高表达增强 TM9SF3 稳定性，升高其蛋白水平。更重要的是，两者的高表达均与患者不良预后密切相关。

动物模型实验进一步验证了“USP28–TM9SF3–高尔基体自噬”通路在乳腺癌中的功能重要性。在 4T1 同系移植瘤模型中，敲除 Usp28 或 Tm9sf3 均显著抑制肿瘤生长，并伴随高尔基体蛋白积累与糖基化异常；在 Usp28 缺失背景下回补野生型 TM9SF3 可有效逆转上述表型。与遗传学结果一致，药理学层面，USP28 特异性抑制剂 otilonium bromide（OB）也能有效抑制肿瘤生长，并伴随 TM9SF3 蛋白水平下降、高尔基体蛋白积累与糖基化异常，而在肿瘤细胞中过表达 TM9SF3 可拮抗 OB 的抑瘤作用。遗传学与药理学证据共同表明，USP28 通过 TM9SF3 依赖性高尔基体自噬维持糖基化稳态，进而驱动乳腺癌生长。

该研究揭示，去泛素化酶 USP28 通过稳定受体 TM9SF3 促进高尔基体自噬、清除过量或功能异常的糖基化相关蛋白（如MGAT5），从而维持糖基化稳态并驱动乳腺癌进展，回答了应激条件下高尔基体自噬由谁开启、如何开启的问题。USP28 与 TM9SF3 在乳腺癌中协同高表达并预示不良预后，USP28 抑制剂 OB 的抑瘤效果依赖 TM9SF3，提示“USP28–TM9SF3–高尔基体自噬”通路可能成为乳腺癌精准干预的潜在策略。