利用定量蛋白质组学技术解析野生型P53诱导的磷酸酶1通路在调控中性粒细胞活化中的作用

It is well known that neutrophils play a critical role in innate immune system: inflammation and allogeneic graft rejection. Wild type p53-induced phosphatase 1 (WIP1) is a serine/threonine phosphatase that is induced in a p53-dependent manner, and regulates important signaling pathways through dephosphorylation of numerous signaling molecules. In our previous study, it is found that neutrophils of the peripheral blood and bone marrow increased in the WIP1 deficient mice. Moreover, WIP1 is crucial for the development, inflammatory activation and migration of neutrophils, which is mediated by p38 MAPK-STAT1 and NF-kB pathways. To systemly and deeply dissect he regulation and functional significance of WIP1 on neutrophils in innate immune system, the amount and hosphorylation sites of proteins in neutrophils of normal mice (as control) and WIP1 deficient mice will be profiled by various enrichment and purification technology of phosphorylated peptide and spectrometry-based quantitative proteomics. We hope that some novel diagnostic, prognostic, and therapeutic biomarkers of neutrophil proinflammatory activity and the severity of acute organ injury. That will advance our understanding of neutrophil biology through high-throughput, large-scale proteomics data, which will hopefully render promising new therapeutic for sepsis, asthma and graft rejection.

中性粒细胞是机体重要的固有免疫细胞，在炎症反应和免疫应答过程中发挥十分重要的作用。野生型P53诱导的磷酸酶1（WIP1）是一种丝/苏氨酸蛋白磷酸酶，通过直接去除信号分子关键位点的磷酸化而调控多种重要的生物功能。除直接作用P53和P38以外，WIP1作用其他底物有待阐明。我们近期研究发现，WIP1对中性粒细胞的发育、活化和迁移都具有重要调控作用，但具体机制有待深入研究。本项目将重点利用蛋白质定量分析和磷酸化肽段富集纯化技术，系统分析WIP1缺失小鼠和正常小鼠中性粒细胞响应炎症反应后的细胞信号差异，解析WIP1通路在调控中性粒细胞活性中的作用；并应用分子生物学、生物化学、基因过表达、基因敲除、中性粒细胞功能的体内体外分析、小鼠模型等研究手段，进一步确定WIP1调控的关键分子和通路，并明确其生物学意义。该研究的顺利实施将深入揭示中性粒细胞活化过程中的细胞信号网络，为有效调控中性粒细胞介导炎性反应

本项目首先通过文献调研简要总结了 WIP1 的表达模式、生物学功能以及靶分子和信号通路，并主要讨论了 WIP1 在免疫系统中的调节作用的最新进展。 WIP1可能是治疗癌症和过敏性哮喘等免疫疾病的潜在靶分子。本项目研究了Wip1在中性粒细胞在先天免疫系统中的关键作用。 Wip1 (PPM1D) 是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白磷酸酶，属于蛋白磷酸酶 2C (PP2C) 家族，通过使众多信号分子去磷酸化来调节重要的信号通路。在我们之前的研究中，发现 Wip1 对中性粒细胞的发育、炎症激活和迁移至关重要。然而，中性粒细胞中 Wip1 的功能表征受到已知底物缺乏的阻碍。在这里，通过阵列和定量磷酸化蛋白质组学实验对 LPS 诱导的 Wip1+/+ 和 Wip1-/- 小鼠中性粒细胞活化中蛋白质的表达水平和磷酸化位点进行了分析。一种 Wip1 底物 Coronin1A (Coro1a) 的表征表明，由于 Coronin-1 依赖性钙通过 PLC-γ1 信号传导释放，Wip1 介导的磷酸化促进了细胞内储存的 Ca2+ 动员，这会影响中性粒细胞的活化。此外，表达微阵列数据的基因集富集分析 (GSEA) 提供了钙信号通路增加和 Wip1 缺陷促进的中性粒细胞活化相关的证据。这些数据表明，通过限制 Coronin1A 介导的钙信号通路，在中性粒细胞激活过程中，以前无法识别的 Wip1 依赖性功能的前景。这将促进我们对中性粒细胞生物学的理解，并有望为败血症、哮喘和移植排斥提供有希望的新疗法。

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