UBE2I调节CtBP2在年龄相关性白内障发生发展中的作用及其机制

Lens epithelial cell (LEC) apoptosis appears to be a common cellular basis for the development of age related cataract (ARC). C-terminal binding protein 2 (CtBP2) is reported to play an important role in apoptosis, which is associated to anti-apoptosis gene Bcl-2. Recently study finds that Ubiquitin-Conjugating Enzyme E2I (UBE2I) can interact with CtBP2, but the relationship and the mechanism among them are still unknown. Our initial study has found that the expression of UBE2I increases while the expression of CtBP2 decreases in anterior lens capsules from different types of ARC comparing with control, and CtBP2 is related to LEC apoptosis. So we hypothesize that UBE2I may regulate Bcl-2 via ubiquitinating CtBP2 to cause LEC apoptosis and ARC formation. In this study, we intend to start from the relationship between UBE2I and CtBP2, to investigate the changes of expression and interaction between UBE2I and CtBP2 in anterior lens capsules from control and different types of ARC, and then study the regulation network of UBE2I on CtBP2, the mechanism of UBE2I/CtBP2 regulating Bcl-2 to cause LEC apoptosis, and its effect on different types of ARC. In summary, this project tries to provide potential targets for therapeutic drugs for ARC at the molecular level.

晶状体上皮细胞（LEC）凋亡是年龄相关性白内障（ARC）发生发展的基础。羧基末端结合蛋白2（CtBP2）在细胞凋亡中发挥了重要作用，并与抗凋亡基因Bcl-2相关。研究发现泛素连接酶UBE2I与CtBP2存在相互作用，但三者的相互关系及其意义却不甚清楚。课题组预实验发现与对照组比较，不同类型ARC患者前囊膜组织中UBE2I表达上升而CtBP2表达下降，同时发现CtBP2参与LEC凋亡。由此推测UBE2I可能通过泛素化降解 CtBP2调节Bcl-2导致LEC凋亡和ARC发生发展。本课题拟从UBE2I/CtBP2相互作用入手，分析UBE2I和CtBP2在不同类型ARC及对照组前囊膜组织中表达及相互作用的变化；接着在细胞水平研究UBE2I对CtBP2泛素化降解以及UBE2I/CtBP2调节Bcl-2参与LEC凋亡的机制及其与不同类型ARC的关系，可为ARC在分子水平上筛选防治药物奠定基础。

年龄相关性白内障（ARC）是国内外最常见的致盲性眼病，其病因及发病机制尚不明确。本项目首先发现羧基末端结合蛋白2（CtBP2）调控晶状体上皮细胞（LEC）的凋亡，且与白内障的发生发展相关；通过体内体外免疫共沉淀实验发现，CtBP2与泛素连接酶E2 I（UBE2I）存在相互结合，接着通过构建CtBP2的截短突变质粒发现CtBP2的第33-49段氨基酸对于UBE2I的结合至关重要；然后通过过表达或敲低UBE2I的表达，项目组发现UBE2I通过SUMO化CtBP2以防止CtBP2被泛素化降解。在UV诱导LEC细胞凋亡模型以及人晶状体囊膜组织中，CtBP2、UBE2I的表达降低，同时两者结合能力减弱，而在过表达CtBP2或者UBE2I后可以明显抑制细胞凋亡。最后，通过体外原代培养CFW-EmJ白内障自发小鼠LEC，进一步证实了UBE2I通过保护CtBP2调控Bcl-2等凋亡基因的表达参与细胞凋亡以及ARC的发生发展过程。此外，通过RNA-seq基因芯片结果发现，CtBP2敲低后氧化损伤修复基因也受到抑制，同时相关氧化损伤修复基因在ARC患者囊膜组织中表达下降。因此，CtBP2可以通过调节细胞凋亡相关基因或者氧化损伤修复基因来参与ARC的发生发展，同时通过UBE2I可以保护CtBP2蛋白的稳定性，这也为以后研制ARC防治的靶向药物提供了新的理论基础。