蔡氏内异方通过USP10介导的MAPK/ERK信号通路抗子宫内膜异位症的生物学机制研究

Seek for endometriosis hypersensitivity and high specificity biological markers，the safe and effective treatment, are currently the research hotspots of the disease. Cai's Neiyi Prescription is famous and effective chinese recipe for treatment of endometriosis. Previous study found that high expression of USP10 in ectopic endometrium gene, and the MAPK pathway is activated, so it is supposed that the USP10 is a new target of endometriosis, which mediated MAPK/ERK signaling pathway, than influence related cytokines. Cai's Neiyi Prescription through targeting USP10 to have treatment effect. This study selected according to differences in gene chip ectopic expression of USP10 gene, USP10 downstream regulatory pathway through the analysis of genome and transcriptome sequencing, correlation is analyzed by cell biology experiment containing serum and uterus endometrial stromal cell proliferation cycle, apoptosis and invasion, animal experiment through realtime-PCR、immunohistochemical method and Western blot methods from protein and gene level detecting core index USP10 and play the biological functions of molecular mechanism of signal regulation, so as to determine the mechanism of the USP10 and Cai's Neiyi Prescription in endometriosis. This research innovative uses ubiquitin specific protease to explore the mechanism of Chinese herbal recipe for the treatment of endometriosis, is expected to clarify the mechanism of Cai's Neiyi Prescription pathway for rat model of the target. This deeply study on mechanism of Cai's Neiyi Prescription for treatment of endometriosis will lay the foundation for promoting its application in translational medicine.

寻找子宫内膜异位症高敏感性和特异性的生物学标志物，及安全有效治疗，是目前该疾病的研究热点。蔡氏内异方为治疗内异症的名方验方，前期研究发现异位内膜USP10基因高表达，且MAPK通路被激活，故假设USP10是内异症的一个新靶标，其介导MAPK/ERK信号通路发挥作用，蔡氏内异方通过对其靶向作用起到治疗效果。本研究根据在基因芯片筛选出的异位内膜的差异表达基因USP10，通过转录组测序分析USP10的下游基因组和调控通路，细胞生物学实验分析含药血清与子宫内膜基质细胞增殖、周期、凋亡和侵袭相关性，动物实验从蛋白和基因角度检测核心指标USP10及发挥生物学功能分子信号调控机制，从而确定USP10与蔡氏内异方在内异症中的作用。用泛素特异性蛋白酶来探索中药复方治疗内异症的机制为创新，有望阐明蔡氏内异方针对模型大鼠该作用靶点的作用途径。对蔡氏内异方的机制进行深入研究，为促进其在转化医学上的应用奠定基础。

本研究拟寻找子宫内膜异位症高敏感性和特异性的生物学标志物以及安全有效治疗。蔡氏内异方（CNYP）前期研究发现异位内膜USP10基因高表达，且MAPK/ERK通路被激活，故假设USP10是内异症的一个新靶标，蔡氏内异方通过USP10起作用。本研究通过转录组测序分析USP10的下游基因组和调控通路，以及这些基因、通路与子宫内膜基质细胞增殖、凋亡的相关性，分析了含药血清及动物实验从蛋白和基因角度检测USP10及发挥生物学功能分子信号调控机制，从而确定USP10与蔡氏内异方在内异症中的作用。将原代培养的子宫内膜基质细胞，经USP10-小干扰RNA(siRNA)或pLVX-Puro-USP10转染，用或不用MEK抑制剂PD-98059或表皮生长因子(EGF)干预，结果USP10过表达促进异位子宫内膜基质细胞的迁移和增殖，抑制细胞凋亡，激活Raf-1的关键下游靶点MEK/ERK， PD-98059可显著阻断该信号转导。USP10基因沉默具有反作用，EGF可显著阻断USP10基因沉默诱导的反作用。USP10过表达通过去泛素化促进Raf-1蛋白的表达，但不促进mRNA的表达。CNYP颗粒灌胃对手术诱导EM大鼠以及含CNYP药物血清对异位子宫内膜基质细胞均可抑制ERK1/2的激活和USP10和BCL-2的表达，但增加了BAX和caspase-7的表达，说明USP10过表达被逆转，并被USP10-siRNA增强。USP10的过表达也诱导了异位子宫内膜基质细胞的炎症，而USP10-siRNA则增强了CNYP介导的炎症抑制。结果提示USP10通过激活Raf-1/MEK/ERK途径促进子宫内膜异位症子宫内膜基质细胞增殖和迁移，抑制子宫内膜间质细胞凋亡。CNYP颗粒通过抑制USP10促进子宫内膜基质细胞凋亡。本研究结果已发表2篇文章。研究成果将发表在期刊《美国生理学学杂志-细胞生物学》和 《生物技术和生物化学应用》上。