本文通过以下几个部分展开论述：　　第一章 脯氨酸羟基化酶-3在结肠炎中的功能及机制研究　　炎症性肠病(IBD)是一类慢性肠道炎症性疾病，包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。由肠上皮构成的肠黏膜屏障在维持肠道吸收和防止有害物质入侵等过程中起重要作用。肠黏膜屏障功能受损在IBD的发生发展中发挥重要作用。脯氨酸羟基化酶(PHDs)属于2-酮戊二酸和铁离子依赖的双加氧酶，能够羟基化HIF-α从而使其进入VHL介导的蛋白酶体降解途径。PHD家族包括PHD1、PHD2和PHD3三个成员。近些年的研究表明，PHDs与炎症相关。PHDs在IBD中作用还不清楚，有待探索。本工作探讨了PHD3在结肠炎中的作用与分子机制。　　通过研究肠上皮细胞特异敲除小鼠，我们发现PHD3具有维持肠上皮屏障功能的作用，其缺失将引起小鼠自发性结肠炎。肠上皮细胞PHD3缺失引起小鼠体重下降并伴有便血现象，结肠变短，肠粘膜出现炎性细胞浸润和炎症因子表达增多，同时肠通透性增加。这些结果表明PHD3敲除后导致肠粘膜屏障受损，小鼠发生结肠炎。PHD3敲除使小鼠对葡聚糖硫酸钠盐DSS诱导的肠炎的敏感性显著增加。分子机制研究显示，PHD3缺失引起紧密连接蛋白occludin的表达水平降低，肠粘膜通透性增加，导致肠上皮屏障功能的损伤。进一步研究表明，PHD3阻止E3连接酶Itch与occludin的结合从而抑制了occludin的降解。PHD3稳定occludin的作用不依赖于其羟基化酶活性。我们检测了人溃疡性结肠炎临床组织样本，发现PHD3的表达水平与炎症程度呈显著负相关，提示在结肠炎的发展过程中PHD3具有重要作用。　　研究结果表明PHD3具有维持肠上皮稳态的重要作用，并在阻止肠炎发生中起作用，揭示了PHD3新的功能及分子机制。　　第二章 脯氨酸羟基化酶-3在结肠癌中的作用及机制研究　　脯氨酸羟基化酶3(PHD3)属于2-酮戊二酸和铁离子依赖的双加氧酶，它与PHD1和PHD2共同被定义为细胞氧传感器，能够羟基化HIF-α从而使其进入VHL介导的蛋白酶体降解途径。尽管PHD3与PHD1、PHD2同为脯氨酸羟化酶，但在功能上却有明显区别于其它两种亚型的地方。PHD3具有非常广泛的非HIF靶标以及多样的生物学功能。PHD3的功能与细胞类型以及其表达所在的微环境有关。c-Jun是AP-1(activator protein-1)家族的重要分子，可受生长信号、紫外线等刺激而活化，活化的c-Jun通过调节靶基因转录，参与细胞增殖、分化和凋亡等多种生理过程。c-Jun功能异常与许多疾病如恶性肿瘤、脑血管病等的发生密切相关。　　研究发现，PHD3能够通过抑制c-Jun的磷酸化，负调节c-Jun下游分子细胞周期蛋白CyclinD1的表达，抑制了结肠癌细胞的增殖。进一步机制研究发现，PHD3能够羟基化修饰c-Jun分子中244位的脯氨酸，导致c-Jun与c-Jun氨基末端激酶(JNK)的结合受阻，从而抑制了c-Jun的磷酸化。利用PHD3肠上皮特异性敲除小鼠，进行AOM/DSS诱导结肠癌实验，发现PHD3缺失大大促进了小鼠结肠肿瘤的发生，免疫组化分析显示敲除PHD3显著上调肠上皮细胞中c-Jun的磷酸化水平。　　本研究发现了一个新的PHD3底物分子c-Jun，揭示了一个全新的c-Jun调控机制。这些结果不仅有助于深入了解结直肠癌的发生机制，也为将来结直肠癌的治疗和预防提供了理论依据。