靶向去泛素化酶USP9x调抑异体反应性CD8+T细胞干预移植物抗宿主病的策略研究

Graft-versus-host disease (GVHD) is the major obstacle for successful allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Allogeneic CD8+T cells with high proliferate capacity and apoptosis resistance play essential roles in the development of GVHD. Ubiquitination is known to be involved in immune cell proliferation, survival and function. In the preliminary study, we found for the first time that CD8+T cells derived from GVHD model mouse expressed higher levels of USP9x and its target protein Smad4 and Mcl-1 than control mice. GVHD-target cells including skin epithelial cell, hepatocyte and intestine epithelial cell were found to express high levels of USP9x and its target protein ASK1 in mice model. Furthermore, USP9x inhibitor WP1130 treatment significantly alleviated GVHD. Building on these results, we propose to study the regulatory mechanisms of USP9x on allogeneic CD8+T cells’ proliferation, survival and effector function and simultaneously, its effect on GVHD target tissues. Our study will provide new insights into the essential roles of USP9x on ubiquitination and deubiquitination balance in the pathogenesis of GVHD and illuminate the underlying mechanisms. Successful results from these studies will lead to novel strategies for GVHD prevention and treatment.

移植物抗宿主病（GVHD）是异体骨髓移植临床应用的主要瓶颈，异体反应性CD8+T细胞持续增殖及甚少凋亡是发病的关键。蛋白泛素化/去泛素化修饰是调控免疫细胞增殖、生存和功能的重要方式。我们预初实验发现GVHD小鼠中异体反应性CD8+T细胞的去泛素化酶USP9x及其靶蛋白Smad4和Mcl-1表达上调，且GVHD靶组织细胞（皮肤上皮细胞、肝细胞和肠上皮细胞）高表达USP9x及其靶蛋白ASK1；干预USP9x可明显缓解GVHD。由此，本项目拟进一步以蛋白泛素化/去泛素化平衡调控为切入点，聚焦GVHD异体反应性CD8+T细胞，系统研究和明晰USP9x影响异体反应性CD8+T细胞凋亡、增殖及功能和诱导GVHD靶组织细胞凋亡导致GVHD的作用；揭示USP9x介导蛋白泛素化/去泛素化平衡调节影响异体反应性CD8+T细胞及其靶组织细胞的机制，为形成以调控USP9x为核心的GVHD防治新策略奠定基础。

本项目按照计划书执行，已达到预期目标。明确发现USP9x抑制剂WP1130处理可以防治小鼠GVHD发病的严重程度并提高GVHD小鼠的生存率，并获的优化后的最佳剂量、时间点及疗程。靶向抑制USP9x不影响异体反应性CD8+T细胞介导的抗白血病效应功能。进一步的细胞机制分析发现，USP9x参与异体反应性CD8+T细胞的增殖、凋亡和效应功能的发挥，同时可促进GVHD小鼠皮肤、肝脏和倡导组织的损伤。使用USP9x的抑制剂WP1130可以通过抑制异体反应性CD8+T细胞且保护GVHD靶组织细胞两方面从而抑制GVHD的发生。进一步的分子机制研究发现，USP9x介导的蛋白泛素化/去泛素化平衡调控靶向参与影响异体反应性CD8+T细胞及其靶组织细胞。其中，异体反应性CD8+T细胞高表达去泛素化酶USP9x，不仅可通过上调Smad4和Mcl-1调控异体反应性CD8+T细胞，攻击靶组织，导致GVHD；同时异体反应性CD8+T细胞分泌炎症因子，这些炎症因子又会上调靶组织细胞USP9x，其可活化并稳定ASK1，诱导细胞凋亡，进一步造成严重的组织损伤，加剧GVHD的发生。在本领域国际重要学术期刊Blood上发表研究论文1篇，修回2篇。培养博士研究生4名。