这篇文档属于类型a，是一篇关于USP9X调控Wnt信号通路在中枢神经系统（CNS）血管形成和屏障维持中作用的原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

作者与发表信息

本研究由Yi Lei、Jiandong Hu、Jiyun Zhao等共同完成，通讯作者为Xiaohong Wang（天津医科大学基础医学院药理学系）。研究团队来自天津医科大学、中国科学院动物研究所、北京大学深圳医院等多个机构。论文于2025年6月9日发表在Developmental Cell（期刊）上，标题为《Deubiquitinase USP9X Controls Wnt Signaling for CNS Vascular Formation and Barrier Maintenance》。

学术背景

研究领域：本研究聚焦于中枢神经系统（CNS）血管发育与血脑屏障（BBB）和血视网膜屏障（BRB）的调控机制，属于血管生物学与神经科学的交叉领域。

研究动机：
1. 科学问题：Wnt/β-catenin信号通路是CNS血管发育和屏障功能的核心调控者，但其上游调控机制（尤其是去泛素化酶的作用）尚不明确。
2. 背景知识：
- Wnt信号通过稳定β-catenin促进血管内皮细胞（ECs）的屏障基因表达。
- 泛素-蛋白酶体系统（UPS）通过泛素化降解β-catenin，但其去泛素化调控机制在CNS血管中未被探索。
3. 研究目标：揭示去泛素化酶USP9X如何通过调控β-catenin稳定性影响CNS血管形成和屏障功能。

研究流程与方法

1. 筛选与验证USP9X对Wnt信号的调控

• 方法：
  
  • 使用人类去泛素化酶（DUB）siRNA文库筛选调控Wnt3a诱导的TOP-Flash报告基因活性的DUBs。
    
  • 在人脑微血管内皮细胞（HBMECs）中验证USP9X敲低对Wnt信号活性的影响。
    
• 结果：
  
  • USP9X是TOP-Flash活性的最强正调控因子（图1B-C）。
    
  • USP9X与β-catenin直接结合（Co-IP和PLA实验证实），且其N端和C2结构域是结合关键（图1D-K）。
    

2. USP9X通过K48泛素链稳定β-catenin

• 方法：
  
  • 在HBMECs中敲低USP9X或使用抑制剂WP1130，检测β-catenin蛋白水平和泛素化状态。
    
  • 通过CHX（环己酰亚胺）追踪实验分析β-catenin半衰期。
    
• 结果：
  
  • USP9X缺失导致β-catenin蛋白减少（图2A-B），K48多聚泛素化增加（图2P），且依赖蛋白酶体降解（图2E）。
    
  • USP9X过表达可挽救β-catenin稳定性（图2F）。
    

3. 体内验证：USP9X缺失导致CNS血管发育缺陷

• 动物模型：
  
  • 内皮特异性敲除小鼠：USP9xΔEC(Tie2)（胚胎期）和USP9xΔEC(Pdgfb)（出生后）。
    
  • 表型分析：
    
  • 胚胎期：脑血管覆盖减少（图S4D-E），BBB通透性增加（图5A-C）。
    
  • 出生后：视网膜血管分支减少、深层血管丛形成障碍（图4A-B），BRB泄漏（图5Q-R）。
    
• 机制验证：
  
  • 激活Wnt信号（LiCl处理）或过表达稳定型β-catenin（Ctnnb1flex3/+）可挽救血管缺陷（图4J-O）。
    

4. 病理模型中的USP9X功能

• 疾病模型：
  
  • 脑出血（ICH）模型：USP9xΔEC(Pdgfb)小鼠出血面积更大，BBB破坏更严重（图6C-G）。
    
  • 氧诱导视网膜病变（OIR）模型：USP9X缺失加剧病理性新生血管（图6I-J）。
    
• 干预效果：β-catenin过表达可逆转病理表型（图6L-Q）。
  

5. TGF-β信号调控USP9X-β-catenin轴

• 发现：TGF-β1通过磷酸化USP9X（Ser1593/1600/1609）增强其与β-catenin的结合（图7F-J），促进β-catenin核转位（图7K-L）。
  

主要结果与逻辑链条

1. 分子机制：USP9X通过去泛素化β-catenin（K48链）维持其稳定性，从而激活Wnt信号（图1-2）。
   
2. 发育表型：USP9X缺失导致CNS血管生成减少和屏障功能缺陷（图3-5）。
   
3. 病理意义：USP9X在脑出血和视网膜病变中保护屏障完整性（图6）。
   
4. 上游调控：TGF-β通过磷酸化USP9X增强其功能（图7）。
   

研究结论与价值

1. 科学意义：
   
   • 首次阐明USP9X是Wnt/β-catenin通路在CNS血管中的关键去泛素化酶。
     
   • 揭示了TGF-β-USP9X-β-catenin轴在屏障维持中的新机制。
     
2. 应用价值：
   
   • 为脑出血、糖尿病视网膜病变等CNS血管疾病提供潜在治疗靶点（如靶向USP9X的小分子调控剂）。
     
   • 提示USP9X抑制剂（如WP1130）可能用于BBB临时开放以递送药物。
     

研究亮点

1. 创新性方法：
   
   • 高通量DUB筛选结合体内外功能验证（胚胎和成年模型）。
     
   • 使用多种基因工程小鼠（Tie2-Cre、Pdgfb-CreERT2、Ctnnb1flex3）。
     
2. 重要发现：
   
   • USP9X是β-catenin的“分子开关”，调控CNS血管发育和疾病中的屏障功能。
     
   • TGF-β-USP9X-β-catenin轴的发现拓展了对血管稳态调控的认识。
     

其他有价值内容

• 数据资源：RNA-seq数据已上传至GEO（GSE281249、GSE281250）。
  
• 局限性：未明确其他筛选出的DUBs（如USP10）是否通过非β-catenin途径调控Wnt信号。
  

（报告字数：约2000字）