泛素特异性蛋白酶10（USP10）在肺动脉高压中的作用与分子机制研究

Pulmonary vascular remodeling is the main pathological character as well as the important therapeutic target of pulmonary arterial hypertension (PAH). The abnormality in vascular smooth muscle cell proliferation and apoptosis result in pulmonary vessel wall thickening and stenosis, which plays a critical role in pulmonary vascular remodeling. Ubiquitin-specific protease 10(USP10), an important deubiquitinating enzyme, is an essential regulator of the cell proliferation and apoptosis. However, there are no reports describing the role of USP10 in PAH. Our preliminary study indicates that the vascular smooth muscle cell-specific USP10 gene knockout could induce pulmonary vascular remodeling and greatly aggravated the PAH in mice. The following study will use vascular smooth muscle cell-specific USP10 knockout and vascular smooth muscle cell-specific USP10 transgenic mice to establish the PAH model. And the cultured pulmonary arterial smooth muscle cells are used for in vitro study. We will illuminate the role and mechanism of USP10 in pulmonary vascular remodeling at animal, cell and molecular levels. Furthermore, we are going to investigate therapeutic effect of USP10 on PAH, and provide new molecular target for PAH prevention and therapy.

肺血管重构是肺动脉高压的主要病理特征，亦是肺动脉高压治疗的重要靶点。研究认为血管平滑肌细胞的增殖与凋亡异常是导致肺血管壁增厚与管腔狭窄的重要原因，在肺血管重构过程中发挥了非常重要的作用。泛素特异性蛋白酶10（ubiquitin-specific protease 10，USP10）是一种非常重要的去泛素化酶，参与调控细胞增殖、凋亡等重要生命活动。目前国内外尚无USP10在肺动脉高压中作用的相关报道。本课题前期研究发现，血管平滑肌细胞特异性USP10基因敲除加重肺血管重构和肺动脉高压病情。本课题拟使用血管平滑肌细胞特异性USP10基因敲除和转基因小鼠，建立肺动脉高压模型，并通过培养其肺动脉平滑肌细胞进行体外实验，从动物、细胞和分子水平阐明USP10对肺动脉高压肺血管重构的作用与机制，并探讨USP10对肺动脉高压的潜在治疗价值，为防治肺动脉高压提供新的分子靶点和理论依据。

病理性心肌肥厚受多种分子信号通路调控。其发病机制尚未完全明确。为了阐明GALNT4在心肌肥厚中的作用及其分子机制，本项目进行了以下研究。通过主动脉缩窄术构建小鼠心肌肥模型，研究发现心肌肥厚小鼠的GALNT4表达上调。通过构建GALNT4基因敲除（GALNT4-KO）小鼠和腺相关病毒9过表达GALNT4（AAV9-GALNT4）小鼠心肌肥厚模型，证明GALNT4基因敲除可加重心肌肥厚、功能障碍和纤维化。而GALNT4过表达则抑制心肌肥厚、功能障碍和纤维化。体外实验证实，GALNT4过表达可减轻苯肾上腺素诱导的心肌细胞肥大，抑制GALNT4表达则促进心肌细胞肥大。机制研究证明，抑制GALNT4表达可磷酸化激活ASK1及其下游分子（JNK和p38）。过表达GALNT4则抑制ASK1信号通路。我们进一步证明GALNT4通过直接与ASK1结合，抑制ASK1的N端二聚化和磷酸化过程。体外实验发现，ASK1抑制剂能够逆转抑制GALNT4表达导致的心肌肥厚表型。以上实验结果证明GALNT4通过抑制ASK1信号通路调控心肌肥厚。GALNT4极有可能成为抑制心肌肥厚的分子治疗靶点，具有潜在的临床应用价值。