肝纤维化中FBXO31通过促进Smad7泛素化调控TGF-β信号通路的分子机制研究

Liver fibrosis is a severe liver disease with high morbidity and mortality in worldwide. In our previous study, we found FBXO31, the key component of ubiquitin ligase E3, up-regulated in specimens of liver fibrosis patients. It may play an important role in initiation and progression of liver fibrosis. In addition, exogenous expression of FBXO31 in hepatic stellate cells caused decreased accumulation of Smad7, the negative regulator of TGF-β signaling pathway. Moreover, results obtained from immunoprecipitation assays indicates FBXO31 can bind directly to Smad7. Therefore, we propose a theory about the role of FBXO31 in liver fibrosis. We speculate that Smad7 is one of the target proteins of FBXO31. FBXO31 involves in liver fibrosis by promoting ubiquitination of Smad7 and compromises the inhibitory effect of Smad7 on TGF-β signaling pathway. In order to verify this theory, we first investigate the molecular mechanism underlying promoting effect of FBXO31 on ubiquitination of Smad7 and the consequence of Smad7’s degradation on downstream factors of TGF-β signaling pathway. Second, we explore the possibility that if suppressing FBXO31 alleviate the cell-based indicator of liver fibrosis, and the explore the possibility that if FBXO31 can be a molecular target in therapy of liver fibrosis. If our theory was verified, it will provide a new target for liver fibrosis therapy and add new content to the mechanism of liver fibrosis.

肝纤维化是世界范围内高发病率与高死亡率的疾病。我们前期研究发现泛素连接酶的关键组分FBXO31在肝纤维化样本中高表达。FBXO31可能在肝纤维化发生发展过程中发挥重要作用。另外，过表达FBXO31导致TGF-β通路负调控因子Smad7表达下调，而且FBXO31可与Smad7直接结合。我们推测Smad7是FBXO31的靶蛋白。FBXO31通过促进Smad7的泛素化降解，解除对TGF-β通路的抑制，促进肝纤维化的发展。为了验证这一假说，本项目拟通过免疫共沉淀和泛素化检测等实验阐明FBXO31促进Smad7的泛素化降解的分子机制和对TGF-β通路下游效应因子的影响，并在细胞水平探讨抑制FBXO31是否能缓解肝纤维化的各项指标，阐明其作为肝纤维化治疗分子靶标的可能性。本项目的假说若能被证实，将为肝纤维化的治疗提供新的分子靶标，为肝纤维化分子机制补充新的内容。

项目背景：.肝纤维化的发生发展过程涉及到许多基因共同组成复杂的多级调控网络，这些分子调控机制仍不清楚。在筛选肝纤维化差异表达基因的过程中，我们发现了一个在肝纤维化组织中高表达的基因FBXO31。我们的结果表明FBXO31激活肝星状细胞的活化和增殖，而且它对肝星状细胞的激活作用与TGF-β信号通路有关。本项目的主要目标就是阐明FBXO31对TGF-β信号通路的作用机制，希望以此为契机揭示FBXO31在肝纤维化发生发展中的作用和具体机制。.研究内容和结果：.我们主要研究FBXO31与TGF-β信号通路的负调节因子smad7相互作用促进其泛素化降解的作用机制；同时分析抑制FBXO31是否能缓解肝纤维化的各项指标，探讨FBXO31作为治疗靶点的可能性。免疫共沉淀实验证实FBXO31与Smad7直接结合进行相互作用；免疫荧光实验表明FBXO31与Smad7在肝星状细胞和小鼠肝组织中的荧光定位均有很大程度的重合，这个结果进一步证明FBXO31与Smad7直接结合进行相互作用；上调FBXO31促进Smad7的泛素化降解，反之则抑制Smad7的泛素化降解。另外，FBXO31不依赖于Smur1介导Smad7泛素化。动物实验表明抑制FBXO31能部分缓解肝纤维化的各项指标。.科学意义：.我们的研究揭示FBXO31在肝纤维化致病机理和调控机制中的作用，阐明它与肝纤维化之间、及其与其它相关信号因子之间的关系。为研发治疗肝纤维化的新途径和新策略提供帮助。