近日，实验畸形学教育部重点实验室龚瑶琴教授团队和孙龚萍教授团队在CUL4B功能研究方面取得了系列新进展，研究成果先后发表于Cell Death & Differentiation（中科院一区，5年影响因子12.896）、Cell Reports（中科院一区，5年影响因子10.99）和Bone Research（中科院一区，5年影响因子16.969），并受邀在Cellular & Molecular Immunology（中科院一区，5年影响因子17.7）发表评述。

在免疫反应过程中，幼稚CD4+ T细胞可以分化为功能不同的亚群而行使不同的功能，而不同细胞亚群的产生受到转录因子的精准调控，如Th1细胞的分化受转录因子T-bet（由Tbx21基因编码）调控，而Th2细胞的分化受GATA3和c-Maf（由Maf基因编码）调控。而转录因子的谱系特异性表达又受到包括DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传调控。课题组前期研究显示，CUL4B复合物可以通过单泛素化H2AK119而发挥表观调控作用。为探讨CUL4B介导的组蛋白修饰在调控CD4+ T细胞分化中的作用，课题组构建了T细胞特异性Cul4b基因敲除小鼠模型。结果发现，特异性敲除T细胞CUL4B显著增加Th1和Th2细胞分化、增强Th1和Th2细胞的可塑性、加重了Th2细胞介导的哮喘表型，说明CUL4B对于限制Th1和Th2过度分化是必不可少的。机制研究发现，CUL4B复合物通过抑制谱系特异性转录因子Tbx21和Maf表达从而抑制Th1和Th2细胞的分化。在Th细胞分化过程中，CUL4B复合物促进Tbx21和Maf基因启动子区域的H2AK119单泛素化，并协同多梳抑制复合物2 (PRC2)促进该区域的H3K27三甲基化，从而抑制Tbx21和Maf的表达。本研究首次揭示了CUL4B复合物介导的H2AK119单泛素化修饰在Th细胞分化过程中的重要作用，拓展了对Th细胞分化表观遗传调控机制的认识。相关研究发表于Cell Death & Differentiation，基础医学院博士研究生秦丽萍为本文的第一作者，龚瑶琴教授和学院教授李培山为本文的共同通讯作者，基础医学院为第一和通讯作者单位。

糖尿病肾病（DKD）是糖尿病最常见、最严重的并发症，也是导致终末期肾病的主要原因。近年来的研究显示，巨噬细胞浸润和活化是DKD发生发展的关键。因此，寻找调控肾脏巨噬细胞浸润的关键分子对于DKD的机制研究和干预十分重要。课题组研究发现高糖诱导巨噬细胞CUL4B上调，提示CUL4B可能通过调控巨噬细胞而在DKD发生发展中发挥重要作用。为此，课题组利用诱导性（链脲佐菌素注射加高脂饮食）和自发糖尿病肾病（db/db）模型，分析了髓系细胞特异性敲除CUL4B对DKD的影响，发现髓系细胞缺失CUL4B显著改善糖尿病诱导的肾损伤和纤维化。体内和体外实验分析发现，缺失CUL4B抑制巨噬细胞的迁移、粘附和向肾脏浸润。机制研究显示，CUL4B复合物通过抑制miR-194-5p的表达进而上调整合素α9（ITGA9）的表达，从而促进巨噬细胞的迁移和粘附。该研究揭示CUL4B/miR-194-5p/ITGA9轴是糖尿病肾脏中巨噬细胞浸润的重要调节机制，并可能作为延缓DKD进展的干预靶点。相关研究结果发表于Cell Reports，基础医学院博士研究生金士琦和博士后宋煜为本文的共同第一作者，孙龚萍教授和威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁医院肾内科主任医师刘广义为本文的共同通讯作者，基础医学院为第一作者和通讯作者单位。

间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞，可以分化为成骨细胞、成软骨细胞和脂肪细胞等。研究显示，作为成骨细胞和脂肪细胞共同的前体细胞，MSCs的成脂分化和成骨分化是相互拮抗的。成脂分化增强会抑制成骨分化，导致骨形成不足；相反，成骨分化增强也会抑制成脂分化。在正常情况下，MSCs向成骨细胞和脂肪细胞分化保持动态平衡。一旦这种平衡被打乱，将会引起一些发育缺陷和代谢相关疾病。课题组前期研究发现，CUL4B突变患者具有身材矮小、短指和肥胖等表型，提示CUL4B可能通过调控MSCs分化而影响以上表型。为此，课题组构建了MSCs特异性Cul4b基因敲除小鼠模型，结果发现，MSCs中缺失CUL4B导致小鼠出生后骨骼发育受损，表现为骨量减少和骨生成减少。在自然衰老和卵巢切除术两种骨质疏松症模型中，MSCs中缺失CUL4B加剧了骨丢失和骨髓脂肪组织积累。细胞学分析发现，CUL4B促进骨髓MSCs成骨分化、抑制其成脂分化。机制分析发现，CUL4B复合物协同PRC2复合物与HDACs复合物，通过促进Klf4和Cebpd基因启动子区域的H2AK119单泛素化、H3K27三甲基化以及H3和H4去乙酰化来抑制Klf4和Cebpd的转录。本研究确立了CUL4B在MSC谱系分化中的关键作用，揭示了间充质干细胞成骨/成脂分化中一种新的表观遗传学调控机制。CUL4B作为骨保护因子发挥作用，表明CUL4B是骨质疏松症治疗的潜在靶点。该研究发表于Bone Research，基础医学院博士研究生于瑞祺为本文的第一作者，龚瑶琴教授和蒋百春副教授为本文的共同通讯作者，基础医学院为第一作者和通讯作者单位。

鉴于课题组在CUL4B复合物调控免疫细胞分化和功能方面取得的多项新进展，Cellular & Molecular Immunology杂志邀请龚瑶琴教授团队针对本领域研究进展撰写评述，系统介绍了CUL4B复合物在调控T细胞、巨噬细胞、髓系来源抑制细胞（MDSCs）分化和功能中的研究进展，为后续研究CUL4B在其他类型免疫细胞中的作用及CUL4B复合物调控炎症性疾病和肿瘤免疫的分子机制提供新思路。基础医学院博士后宋煜为本文的第一作者，龚瑶琴教授和孙龚萍教授为本文的共同通讯作者，基础医学院为第一作者和通讯作者单位。

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1.CRL4B complex-mediated H2AK119 monoubiquitination restrains Th1 and Th2 cell differentiation

2.Depletion of CUL4B in macrophages ameliorates diabetic kidney disease via miR-194-5p/ITGA9 axis

3.CUL4B orchestrates mesenchymal stem cell commitment by epigenetically repressing KLF4 and C/EBPδ

4.Cullin 4B-RING E3 ligase complex in immune cell differentiation and function