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越来越多的研究表明，酪氨酸磷酸化酶1B(protein tyrosine phosphatase1B，PTP1B)介导的信号通路在诸多炎症性疾病包括溃疡性结肠炎和糖尿病及其并发症等的发病过程中发挥重要调控作用，但是PTP1B在这些疾病中所发挥的生物学功能及其分子机制尚未研究清楚。本研究主要内容包括： ⑴研究了PTP1B在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的溃疡性结肠炎中的生物学功能及其分子机制:敲除PTP1B或抑制PTP1B的活性可以诱导和激活骨髓来源的抑制细胞(MDSC)，从而缓解DSS诱导的溃疡性结肠炎。在研究中我们发现，相同浓度DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎模型，与野生型小鼠相比，PTP1B-/-小鼠能够有效抵抗炎症发生。PTP1B-/-小鼠的疾病活动指数DAI、病理切片结构分析、免疫细胞浸润和血清中炎性细胞因子的水平均明显低于野生型小鼠。为阐明这一现象，我们进一步研究发现PTP1B-/-小鼠的骨髓、脾脏和外周血中MDSC明显上调。通过提取野生型小鼠和PTP1B-/-小鼠骨髓细胞，体外用细胞因子IL-6和GM-CSF诱导MDSC产生，我们发现来源于PTP1B-/-小鼠的骨髓诱导MDSC的速度更快，同一时间点诱导产生的MDSC百分比更高。体内对CD4+、CD8+T细胞和Th17细胞的检测以及体外MDSC与T细胞共培养的增殖实验结果都表明:由PTP1B-/-小鼠来源的MDSC对T细胞增殖表现出更强的抑制功能。这就表明PTP1B在MDSC的增殖与抑制T细胞过程中发挥负调控作用。敲除PTP1B可以上调MDSC的增殖进而抵抗DSS诱导的溃疡性结肠炎。进一步地，我们将体外诱导的MDSC通过尾静脉注射的方式植入肠炎小鼠体内，结果发现外源导入的MDSC同样可以缓解DSS诱导的炎症。另外，我们发现免疫抑制剂糖皮质激素可以通过诱导MDSC的产生而发挥作用。我们在DSS造模的同时给予糖皮质激素，发现使用糖皮质激素后，肠炎小鼠骨髓、脾脏和外周血中MDSC明显增加，而体重下降百分数、组织学评分、免疫细胞浸润和炎性细胞因子水平明显下降，表明糖皮质激素能够通过上调MDSC的增殖与功能抵抗溃疡性结肠炎的发病。同时，我们对PTP1B介导MDSC上调抵抗炎症的机制做了研究，发现PTP1B下调能够提高JAK2/STAT3的磷酸化水平，促进MDSC的增殖，并增强其抑制T细胞的杀伤力，减少免疫细胞浸润，进而降低对机体组织的伤害，达到缓解和抵抗炎症的目的。因此，我们的研究不仅发现MDSC在DSS诱导的溃疡性结肠炎中的保护作用，还发现MDSC的增殖与功能的发挥受PTP1B调控。为以PTP1B作为生物靶标，用于溃疡性结肠炎的治疗提供有力证据。 ⑵研究了PTP1B在糖尿病伤口愈合过程中的生物学功能及其分子机制:PTP1B在糖尿病中高表达，并且通过促进VEGFR2的去磷酸化作用阻碍血管新生和伤口愈合进程。我们在研究中发现，与正常小鼠相比，STZ诱导的糖尿病小鼠和自发糖尿病的ob/ob小鼠PTP1B均高表达。通过对血管新生的特异性标志物CD31的检测发现其阳性率在糖尿病小鼠中明显降低，也就是说糖尿病小鼠的血管生成能力明显降低。通过每天对小鼠伤口愈合情况的观察以及病理切片结果均表明，糖尿病小鼠伤口愈合缓慢。与STZ诱导的糖尿病小鼠和ob/ob小鼠相比，PTP1B-/-糖尿病小鼠血管新生能力明显提高，并且伤口愈合进程也明显加快。我们用PTP1B特异性抑制剂对糖尿病小鼠伤口进行处理，发现PTP1B抑制剂能够有效增强血管新生能力，促进糖尿病小鼠伤口愈合。 ⑶为了探明PTP1B调节血管新生和伤口愈合能力的分子机制，我们在体外用高糖刺激内皮细胞HMEC-1模拟体内高糖环境，发现高糖能够诱导PTP1B高表达，并且显著抑制VEGF刺激的HMEC-1细胞成环、增殖和迁移。在高糖刺激的同时给予PTP1B抑制剂，细胞成环、增殖和迁移的能力增强。我们进一步研究发现高糖刺激能够显著上调HMEC-1细胞ROS产生，进而增加NFκB表达，对细胞进行ROS或NFκB抑制剂处理时，高糖刺激下PTP1B表达没有明显升高，这些结果表明高糖刺激通过激活ROS-NFκB途径诱导PTP1B高表达。进一步的，我们对PTP1B高表达阻碍糖尿病伤口愈合的分子机制进行深入研究，发现PTP1B的高表达显著降低血管内皮生长因子受体VEGFR2的磷酸化水平，导致VEGF与其结合活性下降。为了进一步验证PTP1B介导VEGFR2磷酸化活性的作用机制，我们在HMEC-1细胞中转染VEGFR2的siRNA，发现抑制VEGFR2表达能够显著降低HMEC-1细胞成环、增殖和迁移能力，并抵消PTP1B过表达质粒或PTP1B抑制剂对磷酸化VEGFR2以及细胞成环、增殖和迁移的调控作用。因此，我们的研究证明糖尿病状态下，PTP1B高表达能够降低VEGFR2的磷酸化水平，进而降低血管新生能力，阻碍糖尿病伤口愈合。而PTP1B抑制剂能够显著加快糖尿病小鼠的伤口愈合进程。我们的研究不仅为探明糖尿病伤口难以愈合的分子机制提供了新视角，也为临床上以PTP1B作为生物靶标治疗糖尿病病人伤口感染提供了新思路。 ⑷以溃疡性结肠炎和糖尿病伤口两种炎症性疾病为依托，从发病机制和治疗策略等多方面证明和阐述了PTP1B所发挥的生物学功能及其作用机制，为临床上以PTP1B作为靶标治疗这两类疾病提供了有力证据和新的视角，具有重要的临床意义。