去泛素化酶USP25通过稳定TRAF6加剧重症急性胰腺炎胰腺微循环障碍的作用与调控机制

《Scientific Reports》：The role and regulatory mechanism of USP25 in pancreatic microcirculatory disturbance in severe acute pancreatitis

本研究旨在探究重症急性胰腺炎（SAP）中胰腺微循环障碍的分子机制。研究人员聚焦于去泛素化酶USP25，通过体内外模型揭示了USP25通过直接结合并去泛素化稳定TRAF6蛋白，从而驱动SAP进程。该发现为干预SAP提供了潜在的新靶点。

　　

急性胰腺炎，尤其是其重症形式，是临床上一种凶险的急腹症。它不仅带来剧烈的腹痛，其引发的全身炎症反应综合征和多器官功能障碍更是导致高死亡率的关键。在重症急性胰腺炎复杂的病理生理网络中，胰腺局部的“微循环障碍”被公认为一个核心环节。想象一下，为胰腺自身输送养分和氧气的微小血管网络发生了“交通大堵塞”甚至“道路损毁”——血液无法顺畅流动，导致组织缺血、缺氧，这不仅直接损伤胰腺细胞，还会加剧炎症“风暴”，形成恶性循环，最终“引爆”全身危机。然而，这个导致微循环“交通瘫痪”的具体分子信号是如何被启动和放大的，科学家们仍未完全看清。这就好比我们知道城市交通瘫痪了，但不清楚是哪个关键信号灯系统首先失灵。因此，深入揭示其背后的调控机制，找到那个关键的“失灵信号灯”，对于开发阻断这一恶性循环、改善患者预后的新策略至关重要。

正是在这样的背景下，一项发表在《Scientific Reports》上的研究将目光投向了一个名为“去泛素化酶”的蛋白质家族成员——USP25。泛素化是一种如同给蛋白质贴上“销毁标签”的重要修饰，而去泛素化酶则负责移除这个标签，从而稳定蛋白质。研究人员敏锐地猜想，USP25是否在重症急性胰腺炎的微循环障碍中扮演了不为人知的“破坏者”角色？它是否通过稳定某个关键蛋白，导致了炎症信号的失控和血管功能的紊乱？为了回答这些问题，研究团队开展了一系列严谨的实验。

为了探索USP25在重症急性胰腺炎中的作用，研究人员综合运用了多种关键技术方法。他们首先建立了大鼠体内重症急性胰腺炎模型，并通过腺病毒递送^shRNA（短发夹RNA）在体内特异性敲低USP25的表达，以观察其生理效应。胰腺组织的损伤通过苏木精-伊红（H&E）染色进行病理学评估。微循环的动态变化则通过静脉输注异硫氰酸荧光素（FITC）标记的红细胞，并利用活体成像技术定量分析红细胞流速、流量及功能血管数量。在细胞层面，使用雨蛙肽刺激大鼠胰腺腺泡细胞AR_42J来模拟炎症环境。分子机制上，通过定量逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（Western blotting）检测基因和蛋白表达水平，并通过蛋白质免疫共沉淀（Co-IP）验证USP25与目标蛋白TRAF6的直接相互作用。此外，还使用了蛋白酶体制剂MG₁₃₂处理细胞，并结合泛素化检测技术来量化目标蛋白的泛素化修饰水平。

研究结果揭示了USP25在重症急性胰腺炎中的核心作用及其精确的分子机制：

USP25在重症急性胰腺炎胰腺组织中表达上调

研究人员发现，在重症急性胰腺炎模型组的胰腺组织中，USP25在信使RNA（mRNA）和蛋白质水平上的表达均显著高于对照组。这提示USP25的异常活跃可能与疾病的发生发展密切相关。

抑制USP25可减轻胰腺微循环障碍并改善胰腺损伤

当研究人员使用^sh-USP25腺病毒敲低大鼠体内的USP25后，观察到了明确的保护效应。模型大鼠的胰腺组织病理学评分显著降低，显示组织损伤减轻。更重要的是，胰腺的微循环状态得到明显改善：红细胞流速和流量增加，有血液灌注的功能性微血管数量也更多。同时，与血管收缩和炎症相关的血清指标，如肾素活性、血管紧张素II、内皮素水平下降，而具有血管舒张作用的一氧化氮（NO）水平上升。这些结果强有力地证明，抑制USP25能够有效缓解重症急性胰腺炎中的微循环“交通堵塞”，并减轻后续的胰腺损伤。

USP25通过去泛素化作用稳定TRAF6蛋白

机制探索是本研究的关键。已知蛋白TRAF6是激活核因子κB（NF-κB）等促炎信号通路的关键接头蛋白。研究人员发现，在重症急性胰腺炎状态下，TRAF6蛋白水平升高，而抑制USP25会导致TRAF6蛋白减少。进一步的分子实验证明，USP25能够与TRAF6发生直接的物理结合。更重要的是，研究发现USP25可以显著降低TRAF6的泛素化修饰水平。在细胞实验中，当使用蛋白酶体抑制剂MG₁₃₂阻断蛋白质的降解途径后，敲低USP25依然能降低TRAF6的蛋白水平，这证实USP25主要是通过影响TRAF6的泛素化修饰（即“销毁标签”）来调控其稳定性，而非影响其生成。因此，USP25充当了TRAF6的“稳定器”，通过其去泛素化酶活性移除TRAF6上的泛素链，阻止其被蛋白酶体降解，从而使TRAF6蛋白在细胞内大量积聚。

USP25-TRAF6轴在重症急性胰腺炎细胞模型中促进细胞死亡

在雨蛙肽刺激的AR_42J细胞（体外模拟重症急性胰腺炎）中，验证了上述发现。抑制USP25同样降低了TRAF6的蛋白水平，同时提高了细胞活力，减少了细胞死亡。这从细胞层面证实，USP25通过稳定TRAF6，加剧了炎症环境下的胰腺腺泡细胞损害。

结论与讨论部分对本研究的发现进行了总结和提升。 本研究系统性地阐明了一条驱动重症急性胰腺炎胰腺微循环障碍的新信号轴：USP25–TRAF6调控轴。在重症急性胰腺炎发生时，USP25表达上调，其通过直接结合并去泛素化TRAF6，阻止TRAF6被正常降解，导致TRAF6蛋白在细胞内异常累积。稳定后的TRAF6进而持续激活下游的NF-κB等强效促炎信号通路，这如同一台被卡在“启动”位置的炎症发动机，不断输出炎症因子，导致血管内皮功能紊乱、血管持续收缩、微血栓形成，共同造成了胰腺微循环的严重障碍。而微循环障碍又进一步加重组织缺血和炎症，形成恶性循环。

这项研究的重要意义在于，它不仅发现USP25是重症急性胰腺炎中一个以前未被重视的关键促病分子，更重要的是，它精确地解析了USP25行使功能的直接靶点（TRAF6）与作用方式（去泛素化稳定）。这为干预重症急性胰腺炎提供了全新的潜在策略：针对USP25的特异性抑制剂，有望通过切断“USP25–TRAF6”这个关键环节，从上游平息炎症风暴，改善微循环，从而达到治疗目的。该研究将去泛素化修饰调控与急重症疾病的局部微循环病理紧密联系起来，为理解同类疾病的机制提供了新视角。