泛素蛋白酶家族成员USP39在调控肠炎及其恶变过程中的功能研究

Ubiquitin Specific Peptidase 39 (USP39), possessing no proteinase activity as a member of ubiquitin protease family, is considered to be a splicing factor and associated deeply with the development of tumor. However, its functions in occurrence and deterioration of colitis are still unclear. Our previous studies reveal that the expression of USP39 is increased progressively with a regulation of NOD1/2, NF-κB /STAT3, and p53 pathway in malignant colitis and colon cancer tissues. This project will take full advantages of usp39 conditional knockout mice, Apcmin/+/usp39-/- mice, chemical-induced acute inflammation and its cancer-associated animal models, usp39-/- colon epithelial cells and cancer cells as our research objects, to 1) confirm the biological functions of usp39 in regulating colitis occurrence and facilitating colitis deterioration; 2) aim at key signaling pathways, such as NOD1/2, NF-κB /STAT3, and p53 pathway, elucidate the molecular mechanism of USP39 in regulating colitis and its process of malignant transformation, then further screen and identify other pathways that USP39 involves in through co-immunoprecipitation (Co-IP), RNA Binding Protein Immunoprecipitation (RIP), cDNA chip and liquid chromatography–mass spectrometry (LC-MS); 3) test and verify related molecular mechanism and do clinical significance analysis by combining with colitis and colon cancer tissues from clinical patients, search for potential markers of deterioration of chronic colitis including USP39, and lay a theoretical foundation for its application in clinical therapy.

USP39属于泛素蛋白酶家族但不具蛋白酶活性，被认为是一种与肿瘤关系密切的剪接相关因子，但其在肠炎及恶变中的功能不清。我们前期发现在肠炎恶变及癌组织中USP39表达递增，且能调控NOD1/2/NF-κB/STAT3、p53通路。本项目是以条件性USP39基因敲除小鼠、Apcmin/+/；USP39-/-小鼠采用化学诱导急性炎症及相关肠癌、USP39-/-肠上皮细胞、结肠癌细胞为研究对象，1）明确USP39在调控肠炎发生和肠炎恶变过程中所介导的生物学功能；2）重点靶向NOD1/2/NF-κB/STAT3、p53通路，阐明USP39调控肠炎及其恶变过程中的分子机制，并进一步采用cDNA芯片、质谱、RIP、Co-IP等筛选并鉴定USP39参与的其他通路；3）结合临床肠炎及肠癌标本进行验证及临床意义分析，寻找包括USP39在内可能的分子作为慢性肠炎恶变的标志物，为其临床应用奠定理论基础。

本项目的开展基本上是紧紧围绕着年度计划而且是略有超过进行的，但由于分子机制研究的不确定性，与原计划相比并非完全一致，而是更加丰富和深入。我们不仅仅1）明确了USP39在调控肠炎发生和促进肠炎恶变过程中所介导的生物学功能。以肠道上皮特异性敲除USP39小鼠为研究对象，利用DSS诱导的小鼠急性、慢性肠炎模型和AOM/DSS诱导的小鼠炎症性肠癌模型研究发现肠道上皮特异性敲除USP39对肠炎和肠癌的发生起到正向促进作用，其机制与调控免疫相关细胞和补体通路密切；但在体外利用细胞株和裸鼠皮下成瘤模型研究中，发现敲低USP39是可抑制结肠癌生长、皮下成瘤以及增强结肠癌对于顺铂治疗的敏感性。2）靶向NF-κB/STAT3、p53信号通路，阐明USP39调控肠炎及其恶性转化过程中的分子机制，并进一步筛选并鉴定USP39参与的Trim26等其他通路；（3）结合临床肠炎及其肠癌标本完成了相关分子机制的验证及临床意义分析。而且更为重要的在完成筛选USP39参与的其他通路的部分中发现了一个与USP39紧密互作，彼此调控的一个泛素连接酶分子Trim26，在完成本课题的同时，我们还制作Trim26全身性敲除的小鼠，进一步深入探究了Trim26在急慢性肠炎以及DSS/AOM诱导的炎症相关性肠癌中的作用及其诱导MDSC向炎症和肿瘤聚集及其靶向PDL1分子的分子机制，应该说是本课题的有创新意义的延伸。先后发表相关学术论文11篇。其它，在本项目的支持下，培养了3名博士生和2名硕士生。先后开展了4次国内学术交流。本项目相关的课题正在进一步深入研究中。