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Cell Reports | 泛素化修饰组学揭示动脉粥样硬化发生的关键靶点

已有 1936 次阅读 2020-8-21 16:28 |系统分类:科研笔记

动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是一类严重危害人类健康的血管慢性炎症性疾病。单核-巨噬细胞在动脉粥样硬化的病理过程中发挥着重要的调控作用,解析单核-巨噬细胞向AS斑块局部募集的具体作用机制,具有重要的科学价值及临床意义。近年来,巨噬细胞Hippo/YAP通路被报道参与宿主抗病毒反应,并且影响巨噬细胞M1/M2的极化过程。然而,目前关于巨噬细胞Hippo/YAP动脉粥样硬化发生及其相关机制尚不清楚。

2020年8月4日,天津医科大学艾玎教授、首都医科大学附属安贞医院蒋宏峰教授及瑞典卡罗林斯卡学院曹义海教授合作在Cell Reports杂志在线发表了题为 "Macrophage K63-linkedubiquitination of YAP promotes its nuclear localization and exacerbates atherosclerosis"的文章,该研究揭示了IL-1β可以通过激活TRAF6诱导YAP的赖氨酸252(K252)位点发生K63泛素化,进而促进YAP核转位,增加其下游趋化因子的表达,加速AS发展。景杰生物为该研究的泛素化修饰鉴定提供技术支持。

1. 巨噬细胞YAP参与动脉粥样硬化的发生发展

为了探讨功能性巨噬细胞中YAP在动脉粥样硬化中的重要性,作者构建了转基因小鼠。动脉粥样硬化病变面积在实验组(YAP过表达)和对照组两种小鼠中分别增加了3.5和1.5倍 (图1C和1D)。实验组斑块易损性增加到2.3倍。接下来,作者又生成了另一种转基因小鼠(YAP敲低),其动脉粥样硬化病变区域以及巨噬细胞含量显著降低,斑块易损性也显著降低(图1M)。以上结果表明,巨噬细胞YAP显著促进了动脉粥样硬化斑块的发展。

图1 YAP巨噬细胞参与动脉粥样硬化的发生发展

2. IL-1β 可通过增加YAP的核定位和蛋白稳定性调节YAP蛋白水平

为了进一步研究在动脉粥样硬化的发生发展过程中巨噬细胞是如何调控YAP的,作者对野生型巨噬细胞进行了多种刺激,包括肿瘤坏死因子a (TNF-α)、IL-6和IL-1β 处理。实验结果显示,在巨噬细胞中,YAP蛋白水平随IL-1β 的剂量和时间增加而增加,而TNF-α或IL-6的处理没有影响。此外,IL-1β 增强了YAP在细胞质和细胞核中的表达。以往研究表明, Hippo途径的激活会导致YAP磷酸化进而影响YAP的蛋白表达水平,所以作者检测了Hippo途径中YAP的上游激酶的变化。结果发现,YAP以及上游激酶的磷酸化均无显著变化。这些结果表明,IL-1β通过增加YAP的核定位和蛋白稳定性诱导调节了YAP蛋白水平(图2)

图2 IL-1β 通过增强YAP的核定位和蛋白稳定性而提高YAP蛋白水平

3. TRAF6与YAP相互作用,促进YAP泛素化

为了进一步研究YAP的调控机制,作者敲低了IL-1β下游的Myd88、Irak1、Traf6、Tak1,发现敲低TRAF6后YAP k63连接的泛素化降低,质谱分析显示traf6介导的k63连接泛素化位于YAP的K252位点。TRAF6作为E3泛素连接酶,可以催化目标蛋白k63连接泛素化,调节蛋白活性、定位及其与其他蛋白的相互作用。这些结果表明,IL-1β通过激活TRAF6促进了YAP k63 K252位点的泛素化。

图3 TRAF6介导的K252 YAP泛素化中断了其与AMOT的结合,并消除了AMOT介导的YAP细胞质保留

综上,本篇研究不仅揭示了YAP巨噬细胞k63连接泛素化促进其核定位并加重动脉粥样硬化,也为未来临床上动脉粥样硬化的治疗提供了指导意义。

图4 患有动脉粥样硬化的患者和小鼠模型中,单核细胞/巨噬细胞中YAP的表达增加

参考文献:

Mingming Liu, et al., 2020. Macrophage K63-linked ubiquitination of YAP promotes its nuclear localization and exacerbates atherosclerosis. Cell Reports.




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