UCHL3去泛素化稳定PPARγ在膀胱癌发生发展中的作用机制研究

PPARγ is highly expressed and over-activated in bladder cancer. Direct targeting of PPARγ has strong side effects. Therefore, finding a regulatory gene for PPARγ post-transcription modification can provide a new strategy for selective targeting of PPARγ. Our previous study suggests that PPARγ may be a substrate for UCHL3. UCHL3, which is highly expressed in bladder cancer, is closely related to PPARγ and promotes the growth and migration of bladder cancer, on the other hand, overexpression of PPARγ upregulated transcription level of UCHL3. Based on this, we proposed hypothesis: UCHL3 increases PPARγ stability by deubiquitination and UCHL3-PPARγ forms a positive feedback loop, further amplifying the PPARγ signaling, leading to bladder cancer. This project is intended to: 1. Verify the function of UCHL3 in tumors in vitro and in patients and whether it regulates tumorigenesis through PPARγ; 2. Identify PPARγ is the substrate of UCHL3; 3. Identify the molecular regulation mechanism between UCHL3-PPARγ feedback loops. This study will reveal the role of UCHL3-PPARγ feedback loop in the pathogenesis of bladder cancer, providing an important theoretical basis for early diagnosis, targeted therapy and prognosis.

PPARγ在膀胱癌中高表达且过度激活，但直接打靶PPARγ有极强的副作用，因此寻找调节PPARγ转录后修饰相关蛋白能为选择性打靶PPARγ提供新的策略。前期的筛选提示PPARγ可能是UCHL3的底物，在膀胱癌中UCHL3与PPARγ密切相关且促进膀胱癌生长增殖及迁移，另一方面过表达PPARγ能上调UCHL3转录水平。基于此我们提出假说：UCHL3通过去泛素化增加PPARγ稳定性且UCHL3-PPARγ形成正反馈环，进一步放大PPARγ信号转导，促进膀胱癌发生。本项目拟: 1.在体外内外验证UCHL3在肿瘤中的功能及是否其通过PPARγ促进了肿瘤发生；2.确定PPARγ是UCHL3的底物；3.明确UCHL3-PPARγ反馈环之间的分子调控机制。本研究将揭示UCHL3-PPARγ反馈环在膀胱癌发病机制中的作用，为早期诊断、靶向治疗及预后判断提供重要的理论依据。

几十年来，膀胱癌治疗手段进展缓慢，目前对膀胱癌的治疗仍然以手术治疗为主，对于晚期转移膀胱癌只有传统的放化疗治疗，并无靶向药物。近两年来，FDA批准了几个针对PD-L1的免疫检查点阻断药物来治疗膀胱癌，这些药物的批准标志着这几十年以来针对转移型膀胱癌的新药物诞生。但是，临床试验中显示在PD-L1阳性的病人中，应答率仅有26%-28%。 因此，深入了解膀胱癌的发生发展机制，寻找新的诊断标记物及特异的分子靶标，对于改善膀胱癌患者生存质量及预后具有重要意义。.去泛素化酶在各种生物过程的稳态调节中起着重要作用，通过对约100个人源去泛素化酶分析，我们发现UCHL3在膀胱癌组织中高表达，且与病人预后密切相关，我们猜测UCHL3在膀胱癌发生发展中起着重要作用，因此成功构建了UCHL3缺失和过表达的的膀胱癌细胞系，并进行了生长曲线、克隆形成及软琼脂实验等肿瘤学表型分析，结果表明UCHL3在体外促进了膀胱癌的生长及增殖。进一步对该敲除细胞系进行二代测序分析，发现UCHL3缺失导致Wnt/β-catenin及PPARγ的转录活性受到了极大的影响，并且UCHL3能够在体内外与β-catenin和PPARγ相互作用，并且可以通过去泛素化稳定β-catenin及PPARγ的蛋白水平。通过裸鼠异种移植模型和药物诱导的小鼠膀胱癌模型分析发现，UCHL3敲除抑制了小鼠肿瘤的发生发展，表明UCHL3能够在体内抑制膀胱癌生发生发展。本项目发现了UCHL3通过促进Wnt/β-catenin的稳定性，从而增加其转录活性来促进膀胱癌的发生发展；另外也证明了UCHL3去泛素化从而稳定PPARγ从而增加了PPARγ的转录活性。这些发现为去泛素化酶UCHL3在肿瘤发生发展中的作用提供了相关知识，为Wnt/β-catenin和PPARγ的转录后调控网络做了补充，有利于我们理解膀胱癌发生发展的机制，为药物研制提供可能的靶点。.