《Scientific Reports》：The role and regulatory mechanism of USP25 in pancreatic microcirculatory disturbance in severe acute pancreatitis
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本研究旨在探究重癥急性胰腺炎（SAP）中胰腺微循環障礙的分子機制。研究人員聚焦于去泛素化酶USP25，通過體內外模型揭示了USP25通過直接結合并去泛素化穩定TRAF6蛋白，從而驅動SAP進程。該發現為干預SAP提供了潛在的新靶點。
急性胰腺炎，尤其是其重癥形式，是臨床上一種兇險的急腹癥。它不僅帶來劇烈的腹痛，其引發的全身炎癥反應綜合征和多器官功能障礙更是導致高死亡率的關鍵。在重癥急性胰腺炎復雜的病理生理網絡中，胰腺局部的“微循環障礙”被公認為一個核心環節。想象一下，為胰腺自身輸送養分和氧氣的微小血管網絡發生了“交通大堵塞”甚至“道路損毀”——血液無法順暢流動，導致組織缺血、缺氧，這不僅直接損傷胰腺細胞，還會加劇炎癥“風暴”，形成惡性循環，最終“引爆”全身危機。然而，這個導致微循環“交通癱瘓”的具體分子信號是如何被啟動和放大的，科學家們仍未完全看清。這就好比我們知道城市交通癱瘓了，但不清楚是哪個關鍵信號燈系統首先失靈。因此，深入揭示其背后的調控機制，找到那個關鍵的“失靈信號燈”，對于開發阻斷這一惡性循環、改善患者預后的新策略至關重要。
正是在這樣的背景下，一項發表在《Scientific Reports》上的研究將目光投向了一個名為“去泛素化酶”的蛋白質家族成員——USP25。泛素化是一種如同給蛋白質貼上“銷毀標簽”的重要修飾，而去泛素化酶則負責移除這個標簽，從而穩定蛋白質。研究人員敏銳地猜想，USP25是否在重癥急性胰腺炎的微循環障礙中扮演了不為人知的“破壞者”角色？它是否通過穩定某個關鍵蛋白，導致了炎癥信號的失控和血管功能的紊亂？為了回答這些問題，研究團隊開展了一系列嚴謹的實驗。
為了探索USP25在重癥急性胰腺炎中的作用，研究人員綜合運用了多種關鍵技術方法。他們首先建立了大鼠體內重癥急性胰腺炎模型，并通過腺病毒遞送shRNA（短發夾RNA）在體內特異性敲低USP25的表達，以觀察其生理效應。胰腺組織的損傷通過蘇木精-伊紅（H&E）染色進行病理學評估。微循環的動態變化則通過靜脈輸注異硫氰酸熒光素（FITC）標記的紅細胞，并利用活體成像技術定量分析紅細胞流速、流量及功能血管數量。在細胞層面，使用雨蛙肽刺激大鼠胰腺腺泡細胞AR42J來模擬炎癥環境。分子機制上，通過定量逆轉錄聚合酶鏈式反應（qRT-PCR）和蛋白質免疫印跡（Western blotting）檢測基因和蛋白表達水平，并通過蛋白質免疫共沉淀（Co-IP）驗證USP25與目標蛋白TRAF6的直接相互作用。此外，還使用了蛋白酶體制劑MG132處理細胞，并結合泛素化檢測技術來量化目標蛋白的泛素化修飾水平。
研究結果揭示了USP25在重癥急性胰腺炎中的核心作用及其精確的分子機制：
USP25在重癥急性胰腺炎胰腺組織中表達上調
研究人員發現，在重癥急性胰腺炎模型組的胰腺組織中，USP25在信使RNA（mRNA）和蛋白質水平上的表達均顯著高于對照組。這提示USP25的異常活躍可能與疾病的發生發展密切相關。
抑制USP25可減輕胰腺微循環障礙并改善胰腺損傷
當研究人員使用sh-USP25腺病毒敲低大鼠體內的USP25后，觀察到了明確的保護效應。模型大鼠的胰腺組織病理學評分顯著降低，顯示組織損傷減輕。更重要的是，胰腺的微循環狀態得到明顯改善：紅細胞流速和流量增加，有血液灌注的功能性微血管數量也更多。同時，與血管收縮和炎癥相關的血清指標，如腎素活性、血管緊張素II、內皮素水平下降，而具有血管舒張作用的一氧化氮（NO）水平上升。這些結果強有力地證明，抑制USP25能夠有效緩解重癥急性胰腺炎中的微循環“交通堵塞”，并減輕后續的胰腺損傷。
USP25通過去泛素化作用穩定TRAF6蛋白
機制探索是本研究的關鍵。已知蛋白TRAF6是激活核因子κB（NF-κB）等促炎信號通路的關鍵接頭蛋白。研究人員發現，在重癥急性胰腺炎狀態下，TRAF6蛋白水平升高，而抑制USP25會導致TRAF6蛋白減少。進一步的分子實驗證明，USP25能夠與TRAF6發生直接的物理結合。更重要的是，研究發現USP25可以顯著降低TRAF6的泛素化修飾水平。在細胞實驗中，當使用蛋白酶體抑制劑MG132阻斷蛋白質的降解途徑后，敲低USP25依然能降低TRAF6的蛋白水平，這證實USP25主要是通過影響TRAF6的泛素化修飾（即“銷毀標簽”）來調控其穩定性，而非影響其生成。因此，USP25充當了TRAF6的“穩定器”，通過其去泛素化酶活性移除TRAF6上的泛素鏈，阻止其被蛋白酶體降解，從而使TRAF6蛋白在細胞內大量積聚。
USP25-TRAF6軸在重癥急性胰腺炎細胞模型中促進細胞死亡
在雨蛙肽刺激的AR42J細胞（體外模擬重癥急性胰腺炎）中，驗證了上述發現。抑制USP25同樣降低了TRAF6的蛋白水平，同時提高了細胞活力，減少了細胞死亡。這從細胞層面證實，USP25通過穩定TRAF6，加劇了炎癥環境下的胰腺腺泡細胞損害。
結論與討論部分對本研究的發現進行了總結和提升。 本研究系統性地闡明了一條驅動重癥急性胰腺炎胰腺微循環障礙的新信號軸：USP25–TRAF6調控軸。在重癥急性胰腺炎發生時，USP25表達上調，其通過直接結合并去泛素化TRAF6，阻止TRAF6被正常降解，導致TRAF6蛋白在細胞內異常累積。穩定后的TRAF6進而持續激活下游的NF-κB等強效促炎信號通路，這如同一臺被卡在“啟動”位置的炎癥發動機，不斷輸出炎癥因子，導致血管內皮功能紊亂、血管持續收縮、微血栓形成，共同造成了胰腺微循環的嚴重障礙。而微循環障礙又進一步加重組織缺血和炎癥，形成惡性循環。
這項研究的重要意義在于，它不僅發現USP25是重癥急性胰腺炎中一個以前未被重視的關鍵促病分子，更重要的是，它精確地解析了USP25行使功能的直接靶點（TRAF6）與作用方式（去泛素化穩定）。這為干預重癥急性胰腺炎提供了全新的潛在策略：針對USP25的特異性抑制劑，有望通過切斷“USP25–TRAF6”這個關鍵環節，從上游平息炎癥風暴，改善微循環，從而達到治療目的。該研究將去泛素化修飾調控與急重癥疾病的局部微循環病理緊密聯系起來，為理解同類疾病的機制提供了新視角。
