Hh信号通路中Gli3R降解的分子机制及功能研究

The evolutionarily conserved Hedgehog (Hh) signaling pathway plays critical functions in tissue patterning and developmental processes. Aberrant activation of Hh signaling has been observed in various diseases and contributes to numerous human disorders including birth defects and cancer. Gli3 is a critical transcription factor of Hh pathway, which is necessary for the development and progression of various diseases. Previous investigations have mainly been focusing on focusing on the degradation of full length Gli3 (Gli3A) and the formation mechanism of truncated repressor form (Gli3R) via ubiquitylation. However, little is known about the regulation mechanism of Gli3R stability. Our preliminary study found that ubiquitylation takes part in the degradation of Gli3R protein and the regulation of Hh signaling pathway activity in the presence of Hh ligand. In the present study, we will study the molecular mechanism of ubiquitylation-mediated Gli3R degradation and its roles in the regulation of Hh signaling pathway activity in vivo and in virto. In addition, we will also study the function of Gli3R degradation in the development of Hh-associated tumor. In conclusion, this study will take guidance for the clinical treatment and drug screening of human diseases caused by Hh signaling pathway disorder.

Hedgehog（Hh）信号通路作为进化上最为保守的信号通路之一，在组织器官形成及个体发育过程中发挥重要功能，其异常与人类发育缺陷及多种肿瘤的发生发展具有直接关系。Hh通路的转录因子Gli3存在Gli3全长及Gli3R两种形式，在通路活性调节的过程中均扮演了重要角色。目前研究多集中在Gli3全长的泛素化降解及Gli3R的产生机制方面，但对Gli3R的稳定性调节的研究仍处于空白状态。我们初步研究发现，在Hh信号通路激活状态下，泛素化降解途径特异性地参与了Gli3R的稳定性及Hh通路活性调控。在本项目中，我们将聚焦上述科学问题，采用细胞生物学、生物化学等多种实验方法在体内及体外深入研究Gli3R稳定性调控机理，揭示泛素化降解途径调节Gli3R稳定性及Hh通路活性的分子机制，以及这一机制对Hh通路相关肿瘤发生发展的生物学功能，以期为相关疾病的临床诊治及药物筛选奠定坚实的理论基础。

Hedgehog（Hh）信号通路作为进化上最为保守的信号通路之一，在组织器官形成及个体发育过程中发挥重要功能，其异常与人类发育缺陷及多种肿瘤的发生发展具有直接关系。Hh通路的转录因子Gli3存在Gli3全长及Gli3R两种形式，在通路活性调节的过程中均扮演了重要角色我们初步研究发现，在Hh信号通路激活状态下，Spop特异性地参与了Gli3R的稳定性及Hh通路活性调控。在成人慢性肝损伤期间，肝细胞主要从现有的肝细胞和胆管细胞的祖细胞库中补充。然而，慢性肝损伤后非上皮细胞是否参与肝细胞再生尚不清楚。在本研究中，我们发现了一个新的双表型状态细胞群，它有助于慢性肝损伤中肝细胞的再生。我们发现Gli1特异地标记了EpCAM+细胞群的一个子集。谱系示踪的结果显示Gli1+非肝细胞群可在慢性肝损伤后生成肝细胞。单细胞RNA测序结果发现EpCAM+Gli1+细胞共表达上皮标记物和间质标记物。EpCAM+Gli1+细胞在体外具有更强的类器官形成能力，在体内移植后对损伤肝脏的修复能力更强。综上所述，EpCAM+Gli1+细胞作为肝脏祖细胞的新来源，有助于肝脏的修复和再生。