肾细胞癌（RCC）是泌尿系统常见的恶性肿瘤之一，其早期症状隐匿，确诊时往往已是晚期，且对放化疗及靶向治疗易产生耐药。代谢重编程，特别是有氧糖酵解的异常激活，是肾癌快速生长和转移的核心驱动力之一。然而，调控这一代谢转换的关键分子网络尚不完全清楚。去泛素化酶（DUBs）通过可逆调控蛋白稳定性参与肿瘤代谢与恶性进展, 含Machado-Joseph域的蛋白酶（MJD）是DUB的一种亚家族，由Ataxin-3，Ataxin-3L，JOSD1和JOSD2四个成员组成，其中JOSD2既往被报道调控胆管癌、肝癌恶性表型，而目前尚无研究系统阐释JOSD2在肾细胞癌中的生物学功能及其介导代谢重编程的分子机制。

2026年6月，中山大学附属第七医院研究团队在Redox Biology上发表了题为“Reciprocal regulation between JOSD2 and CREB1 drives aerobic glycolysis and progression of renal cell carcinoma”的研究论文，揭示了一个全新的促癌机制：去泛素化酶JOSD2与转录因子CREB1形成双向正反馈调节轴，通过稳定彼此并协同上调关键糖酵解酶，强力驱动肾癌的糖酵解代谢重编程和恶性进展，为肾癌的预后评估和靶向治疗提供了新方向。（麦特绘谱提供代谢流（[U–¹³C₆]-Glucose）技术服务）

研究思路

图1. 技术路线

研究结果

JOSD2是肾癌中与糖酵解相关的关键去泛素化酶

为了阐明DUBs在RCC中的潜在致癌作用，研究首先对TCGA数据库进行分析，发现JOSD2在肾癌组织中显著高表达，且其表达水平与患者的‌高病理分期、高组织学分级及更短的总体生存期‌呈显著正相关，单因素与多因素Cox回归分析均证实JOSD2是独立的预后危险因素。在肾癌细胞中敲低JOSD2，结果显示癌细胞活力和乳酸生成能力均被显著削弱，其增殖、迁移和侵袭能力也大幅下降。进一步对12对临床配对的肾癌及癌旁组织的验证，以及多种肾癌细胞系中的表达检测，均一致证实了JOSD2的显著上调。上述结果表明JOSD2是肾癌中与糖酵解相关的关键去泛素化酶。

图2. JOSD2在TCGA肾癌队列及临床样本中显著高表达

JOSD2通过重编程葡萄糖代谢驱动肾癌细胞有氧糖酵解

基于上述发现，研究者进一步在肾癌细胞786-O和A498中系统评估了JOSD2对代谢表型的调控作用。敲低JOSD2后，细胞的葡萄糖摄取和乳酸分泌显著下降。Seahorse分析显示JOSD2敲低导致糖酵解能力和糖酵解储备能力显著下降，而线粒体耗氧率则代偿性升高。[U–¹³C₆]-葡萄糖同位素示踪（麦特绘谱提供）结果显示，JOSD2敲低显著减少了葡萄糖碳源流向糖酵解产物乳酸和丙酮酸的M3标记比例，表明糖酵解通量被有效阻断，直接证明JOSD2缺失后细胞整体葡萄糖代谢通量下降。与代谢表型一致，敲低JOSD2同样显著抑制了肾癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，验证了其作为促癌因子的功能地位。

图3. JOSD2敲低降低葡萄糖摄取和乳酸分泌

JOSD2直接结合CREB1并通过去除K48连接泛素链增强其蛋白稳定性

为阐明JOSD2驱动上述恶性表型的分子机制，通过免疫共沉淀联合质谱分析鉴定出CREB1是JOSD2的一个关键互作蛋白。内源性和外源性免疫共沉淀、GST pull-down及免疫荧光共定位实验均证实，JOSD2与CREB1在细胞核内发生直接结合，该结合依赖于JOSD2的JAB结构域和CREB1的bZIP结构域。功能上，敲低JOSD2显著降低了CREB1的蛋白水平而对其mRNA无影响，推测JOSD2对CREB1的调控作用不发生在转录阶段，而是通过转录后途径影响CREB1蛋白稳定性，放线菌酮追踪实验进一步证明JOSD2通过其去泛素化酶活性显著延长了CREB1的蛋白半衰期。体内和体外泛素化实验揭示了JOSD2能够特异性识别并去除CREB1上的K48连接多聚泛素链，而这是介导蛋白酶体降解的经典信号，从而有效阻止了CREB1的降解并维持其在细胞内的稳态水平。

图4. JOSD2与CREB1直接结合，并通过其去泛素酶活性积极调节CREB1蛋白稳定性

CREB1转录激活JOSD2形成双向正反馈调节环路

CREB1可调控真核细胞大量基因，通过生信预测发现JOSD2是其潜在靶基因。细胞实验显示敲低CREB1会同步下调JOSD2的mRNA与蛋白表达水平，提示CREB1可能反过来调控JOSD2的表达。通过JASPAR数据库预测结合位点、双荧光素酶报告基因实验以及染色质免疫沉淀实验，证实CREB1能够直接结合到JOSD2基因启动子区域的特定序列（R1区）并激活其转录活性。

图5. CREB1结合JOSD2的启动子区域上调JOSD2的表达

下游通路层面，CREB1作为糖代谢关键转录因子，敲低CREB1显著降低GLUT1、HK2、PFKP等关键糖酵解酶的表达，验证了CREB1在肾癌中同样作为糖酵解转录调控因子的功能。功能回补实验显示在敲低JOSD2的细胞中过表达CREB1能够逆转JOSD2缺失引起的葡萄糖摄取下降、乳酸分泌减少、糖酵解能力降低以及线粒体耗氧率升高等全部代谢表型，同时增殖、迁移和侵袭能力也得到显著恢复。[U-¹³C₆]-葡萄糖代谢流（麦特绘谱提供）结果也验证了，JOSD2 敲低造成乳酸、丙酮酸M3标记降低，TCA循环中间物M2标记富集减少，过表达CREB1可显著逆转该碳流变化。上述结果充分证明CREB1是JOSD2发挥其促癌功能所依赖的关键下游效应分子。

图6. CREB1过表达逆转JOSD2敲低引起的糖酵解抑制

JOSD2与CREB1在肾癌临床标本中呈显著正相关且协同预示不良预后

最后评估了JOSD2和CREB1水平在肾细胞癌中的临床应用价值，对90对肾癌及癌旁组织的组织芯片进行免疫组化染色，结果显示JOSD2和CREB1在肾癌组织中均显著高表达，且二者的表达水平呈显著正相关——低JOSD2表达的肿瘤中CREB1染色普遍较弱，而高JOSD2表达的肿瘤则伴随更强更普遍的CREB1阳性信号。从人体临床标本层面直接佐证 JOSD2-CREB1双向调控轴真实参与肾细胞癌的病理进展。

图7. JOSD2与CREB1在肾癌组织中均高表达且呈显著正相关

研究结论

本研究揭示了去泛素化酶JOSD2通过特异性去除K48连接泛素链来稳定转录因子CREB1，而CREB1则反过来转录激活JOSD2的表达，形成一个自我强化的循环。这一环路协同上调了GLUT1、HK2、PFKP等关键糖酵解酶的表达，从而强力驱动肾癌细胞的代谢重编程、增殖、迁移和侵袭，为肾癌的预后判断和靶向干预提供了潜在新靶点。

参考文献

Reciprocal regulation between JOSD2 and CREB1 drives aerobic glycolysis and progression of renal cell carcinoma. Redox Biology. 2026

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本研究通过麦特绘谱提供的[U–¹³C₆]-葡萄糖稳定同位素示踪代谢流技术，精准追踪了葡萄糖碳原子在糖酵解途径及三羧酸循环中的流向。通过量化关键代谢物（如乳酸、丙酮酸、柠檬酸等）的M2、M3同位素异数体富集比例，证明JOSD2敲低阻断了糖酵解通量并重定向至线粒体氧化磷酸化，为揭示肿瘤代谢重编程机制提供了关键证据。

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