慢性胰腺炎发病机制的新见解:USP1/ITGB5轴介导的星状细胞活化

A Novel Insight into Chronic Pancreatitis Pathogenesis: the USP1/ITGB5 Axis-Mediated Stellate Cell Activation.

作者信息Dongyan Wang, Yihai Shi, Jie Lu, Wen Bao, Nan Wang, Qiuteng Shen, Zhenyu Lin, Lijuan Qian, Chang Zhu
PMID41857463
发布时间2026-03-19
DOI10.1007/s10753-025-02434-x

实验完整度

包含体内小鼠模型、体外原代hPSCs、蛋白质组学、Co-IP、挽救实验及通路验证等多个独立证据层级。

主要模型

C57BL/6J小鼠CP模型 原代人胰腺星状细胞(hPSCs)

重点核对

8周雨蛙素诱导小鼠CP模型,剂量50 µg/kg,每日6次,每周3次 小鼠Usp1敲低使用慢病毒(2×10^6 TU)腹腔注射,2周后诱导CP hPSCs用hTGF-β1(5 ng/mL)处理24小时 ITGB5敲低或过表达均用慢病毒载体 PI3K激动剂740 YP预处理浓度20 µM,2小时

摘要

慢性胰腺炎(CP)的特征是慢性胰腺炎症和进行性纤维化。本研究探讨了泛素特异性肽酶1(USP1),一种蛋白质稳定去泛素化酶,在CP中的作用。C57BL/6J小鼠接受8周重复腹腔注射雨蛙素(50 µg/kg)以建立CP模型。CP小鼠胰腺组织中USP1的表达比对照组高3倍。慢病毒介导的Usp1敲低减少了胰腺炎症细胞浸润、胰蛋白酶活性和促炎细胞因子水平。此外,Usp1敲低抑制了胰腺的胶原沉积和纤维化。在体外,TGF-β1(5 ng/mL)诱导的活化胰腺星状细胞(PSCs)中USP1上调。USP1敲低降低了I型胶原α1链(COL1A1)、COL1A2、纤连蛋白和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,抑制了PSC活化和细胞外基质产生。免疫沉淀-液相色谱/质谱(IP-LC/MS)和无标记蛋白质组学鉴定整合素亚基β5(ITGB5)为USP1的潜在靶蛋白。USP1促进ITGB5去泛素化/稳定化,而USP1敲低降低ITGB5表达。拯救实验显示ITGB5过表达逆转了USP1敲低对PSC活化的抑制作用。此外,ITGB5敲低通过抑制PI3K/AKT通路抑制PSC活化。总之,USP1敲低通过抑制ITGB5-PI3K-AKT轴来抑制PSC活化,从而减轻CP的病理进展。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
USP1在慢性胰腺炎胰腺星状细胞活化及纤维化中的作用及其下游靶点机制。
核心机制
USP1通过去泛素化稳定ITGB5蛋白,上调ITGB5表达,进而激活PI3K/AKT通路,促进PSC活化及ECM产生。
主要证据
小鼠模型及TGF-β1诱导的hPSCs中,USP1敲低降低炎症、纤维化和PSC活化标志物;IP-LC/MS和蛋白质组学鉴定ITGB5为USP1靶点,Co-IP验证相互作用,USP1敲低增加ITGB5泛素化并降低其表达;ITGB5过表达逆转USP1敲低效应,ITGB5敲低抑制PI3K/AKT通路。
研究意义
靶向USP1-ITGB5-PI3K/AKT轴可能为预防和减轻慢性胰腺炎引起的胰腺损伤提供潜在治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

分析GSE41418数据及建立CP小鼠模型

观察USP1在CP中的表达变化并建立可靠的小鼠模型。

分析GSE41418数据集,鉴定差异表达基因;用雨蛙素诱导C57BL/6J小鼠8周建立CP模型,通过病理染色和USP1表达检测验证模型。

2

体内敲低Usp1并评估对CP的影响

验证Usp1在CP进展中的作用。

通过慢病毒介导的Usp1敲低,观察胰腺组织病理评分、胰腺重量/体重比、胰蛋白酶活性、炎症因子和纤维化指标。

3

体外敲低USP1对PSC活化的影响

验证USP1在PSC活化和ECM产生中的作用。

在hTGF-β1诱导的hPSCs中敲低USP1,检测USP1表达、ECM蛋白(COL1A1、COL1A2、FN)和α-SMA。

4

鉴定USP1下游靶点ITGB5

寻找USP1在PSC活化中的直接靶点。

通过IP-LC/MS和label-free proteomics鉴定与USP1相互作用的蛋白,与GSE41418分析交叉,确定ITGB5为候选;Co-IP验证交互,泛素化实验检测ITGB5泛素化水平。

5

ITGB5敲低对PI3K/AKT通路及PSC活化的影响

验证ITGB5是否通过PI3K/AKT通路介导PSC活化。

在hPSCs中敲低ITGB5,检测PI3K/AKT磷酸化水平及PSC活化标志物;使用PI3K激动剂740 YP进行功能恢复实验。

6

ITGB5过表达对USP1敲低效应的影响

确认ITGB5是USP1促进PSC活化的关键下游介质。

在USP1敲低的hPSCs中过表达ITGB5,检测ECM蛋白和α-SMA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
雨蛙素MacklinB803321
人转化生长因子-β1MCEHY-P78668
740 YPAladdinY413859
苏木素溶液SolarbioH8070
伊红溶液SangonA600190
天狼星红溶液SolarbioG1471
乙醇SINOPHARM10009218
胰蛋白酶活性比色检测试剂盒ElabscienceE-BC-K843-M
羟脯氨酸检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA030
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Lianke BiotechnologyEK282
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Lianke BiotechnologyEK206
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Lianke BiotechnologyEK201B
小鼠TGF-β1 ELISA试剂盒Lianke BiotechnologyEK981
小鼠PDGFB ELISA试剂盒Wuhan Fine Biological TechnologyEM0269
TRIpure试剂BioTekeRP1001
All-in-One第一链合成预混液Magen BiotechnologyMD80101
2×Taq PCR预混液SolarbioPC1150
SYBR Green试剂SolarbioSR4110
ExicyclerTM 96系统Bioneer--
RIPA蛋白裂解液ProteintechPR20001
BCA蛋白定量试剂盒ProteintechPK10026
SDS-PAGE凝胶试剂盒ProteintechPR20003
PVDF膜Thermo Fisher ScientificLC2005
增强型化学发光检测试剂盒ProteintechPK10003
牛血清白蛋白Sangon BiotechA602440-0050
DAPIAladdinD106471-5 mg
曲拉通X-100BeyotimeST795
USP1抗体Proteintech14346-1-AP
FN抗体ABclonalA16678
COL1A1抗体ZenbioR26615
COL1A2抗体Zenbio343277
ITGB5抗体Santa CruzSC398214
PI3K抗体AffinityAF6242
p-PI3K抗体AffinityAF3242
AKT抗体AffinityAF6261
p-AKT抗体AffinityAF0016
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
α-SMA抗体AffinityAF1032
COL1A1抗体AffinityAF7001
泛素抗体AbcamAb134953
山羊抗兔IgG-HRPProteintechSA00001-2
山羊抗小鼠IgG-HRPProteintechSA00001-1
山羊抗兔IgG-Alexa FluorInvitrogenA27039
Protein G磁珠ProteintechPR40025
二硫苏糖醇AmrescoM109-5G
Q Exactive HF-X质谱仪Thermo Fisher Scientific--
高效液相色谱系统(RIGOL L-3000)RIGOL TECHNOLOGIESL-3000
光学显微镜(BX53)OlympusBX53
ELX-800酶标仪BIOTEKELX-800
Nanodrop One分光光度计Thermo Fisher Scientific--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
C57BL/6J小鼠周龄、雨蛙素剂量、注射频率和持续时间、对照组处理
阅读提示:Methods中的Animal Model
细胞培养与处理
hPSCs来源、TGF-β1浓度和处理时间、慢病毒感染条件、740 YP浓度和预处理时间
阅读提示:Methods中的Cell Culture
组织学分析
切片厚度、染色时间、病理评分标准
阅读提示:Methods中的Histopathological Analysis
分子检测
抗体稀释比例、ELISA试剂盒型号、RNA提取和qPCR条件
阅读提示:Methods中的Western Blot, ELISA, Real time PCR
机制验证
Co-IP和泛素化检测的条件,包括抗体量、孵育时间、Protein G beads体积
阅读提示:Methods中的Co-immunoprecipitation (Co-IP) and Ubiquitination Assay