PTMBio的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/PTMBio

博文

Clin Transl Med | 琥珀酰化修饰组学揭示SIRT5调控脂肪源性间充质干细胞增殖的机制

已有 2168 次阅读 2020-10-16 23:26 |系统分类:科研笔记| 琥珀酰化修饰组学, SIRT5

题目:SIRT5 deficiency enhances the proliferative and therapeutic capacities of adipose-derived mesenchymal stem cells via metabolic switching(SIRT5缺乏下的代谢转换,增强了脂肪来源的间充质干细胞的增殖和治疗能力)

发表时间:2020年9月11日

期刊:Clinical & Translational Medicine

影响因子:7.919

作者及单位:复旦大学附属中山医院葛均波院士团队

主要结论:揭示了SIRT5的缺失会影响蛋白质琥珀酰化修饰水平,进而调控脂肪来源的间充质干细胞(ADMSCs)增殖和治疗效果机制。

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSC)是典型的成人干细胞,不仅易于分离得到,还具有亚全能分化的潜力,可分化为神经细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、脂肪细胞等多种细胞。作为多种缺血性疾病的治疗潜能细胞,MSCs可以为临床治疗提供更重要的价值。然而,在临床应用前,MSCs的体外扩增会重新编程MSCs的能量代谢,从而导致其体内平衡破裂、自我更新能力衰竭,最终损害其治疗效果。综上,维持MSCs体外扩增过程中的增殖能力,使其能够提供足够的治疗潜能,对于临床治疗至关重要。

近日,复旦大学附属中山医院葛均波院士团队在Clinical & Translational Medicine(IF=7.919)杂志上发表了最新研究成果。该研究揭示了SIRT5的缺失会影响蛋白质琥珀酰化修饰水平,进而调控脂肪来源的间充质干细胞(ADMSCs)增殖和治疗效果机制。其中,多种酰化修饰抗体WB预实验筛选及琥珀酰化修饰组学由景杰生物提供技术支持。

1. SIRT5可调控ADMSCs的增殖能力

Sirtuin(SIRT)家族成员作为组蛋白去乙酰化酶,是翻译后修饰的主要调节因子,可靶向多个代谢途径的蛋白质,可能在脂肪源性间充质干细胞(ADMSCs)发挥重要作用。研究者通过野生型小鼠体外扩增ADMCs的实验,发现SIRT2和SIRT5蛋白水平随着培养代数发生明显上调(图1)。此外,敲除型小鼠(SIRT5−/−)ADMSCs表现出较高的增殖率、延缓衰老以及ROS的积累减少等现象,表明SIRT5对于ADMSCs的增殖能力具有重要的作用。

图1 SIRT5在ADMSCs的表达水平

2. 琥珀酰化修饰组数据的功能分析

为了探究SIRT5如何通过调控蛋白质翻译后修饰,进而发挥维持ADMSCs的增殖能力,研究者分别用赖氨酸乙酰泛抗体化、琥珀酰化泛抗体、丙二酰化泛抗体、戊二酰化泛抗体这四种泛抗体进行western-blot,筛选(SIRT5−/−)ADMSCs样品的乙酰化、琥珀酰化、丙二酰化、戊二酰化等总体修饰水平差异,发现(SIRT5−/−)ADMSCs的琥珀酰化水平明显整体上调,说明琥珀酰化修饰可能在SIRT5调控ADMSCs的增值能力发挥重要作用。

接下来,研究人员收集了野生型(WT)和SIRT5-敲除(SIRT5−/−)小鼠中分离的ADMSCs细胞样本(样本策略),运用琥珀酰化组学定量技术(质谱策略)进行了分析。该研究蛋白质组学共筛选出115个蛋白质的233个差异琥珀酰化位点,其中106个蛋白质的216个位点在修饰水平上发生了上调。利用生物信息学对这些蛋白质进行功能分析,发现SIRT5缺乏导致了细胞代谢途径及能量代谢途径被显著富集。此外,KEGG富集分析表明,在(SIRT5−/−)ADMSCs中,超过一半的TCA循环酶发生了琥珀酰化修饰(图2)。以上结果表明,SIRT5可通过调控蛋白质琥珀酰化水平,从而发挥对MSCs的代谢调节作用。

图2 蛋白质组和琥珀酰化组学数据的功能分析

3. SIRT5调控蛋白质琥珀酰化调节细胞增殖

最后,研究者发现在敲除型小鼠(SIRT5−/−)ADMSCs中,SIRT5可通过调控蛋白质琥珀酰化,进而调控三羧酸循环相关酶活性降低和减弱线粒体呼吸。通过甘氨酸抑制琥珀酰化或SIRT5的重新表达,可逆转了敲除型小鼠(SIRT5−/−)ADMSCs的代谢改变,从而消除了它们增强的细胞增殖能力。在后肢缺血小鼠模型中,敲除型小鼠(SIRT5−/−)ADMSCs移植与野生型小鼠ADMSCs相比,增强了血流恢复和血管生成。

综上所述,研究者利用琥珀酰化修饰组学,发现SIRT5调控的蛋白质琥珀酰化水平升高,会导致三羧酸循环相关酶活性降低和减弱线粒体呼吸。而SIRT5缺乏会在ADMSC培养扩增过程逆转代谢模式并增强其增殖能力。此研究证明了SIRT5是增强MSCs功能特性开发的潜在重要靶点,可为临床治疗提供重要价值。

参考文献:

Tiantong Ou, et al., 2020. SIRT5 deficiency enhances the proliferative and therapeutic capacities of adipose-derived mesenchymal stem cells via metabolic switching. Clinical & Translational Medicine.

本文由景杰学术团队报道,欢迎转发到朋友圈。如有转载、投稿、等其他合作需求,请文章下方留言,或添加微信ptm-market咨询。



https://wap.sciencenet.cn/blog-3404471-1254651.html

上一篇:新晋诺奖得主团队新成果,蛋白组学描绘肠道病毒切割宿主细胞蛋白组全景变化
下一篇:2020文献阅读大赛 | 植物如何抵抗病原菌侵染?Autophagy:拟南芥通过细胞自噬增强抗性
收藏 IP: 183.159.209.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 15:35

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部