从基因突变""到"炎症反应的负反馈回路"调控机制,这篇NC值得国青申请人学习!

学术   2024-12-18 20:02   上海  
今天介绍的文献是发表在Nature Communications期刊上的研究:

之所以介绍这篇文章,是因为这项研究几个地方做的很好:

1. 临床意义:该研究不仅揭示了TLR4信号调控的新机制,而且为治疗与TLR4信号过度激活相关的疾病,如败血症和自身炎症性疾病,提供了潜在的新靶点。

2. 创新性:研究的创新性体现在识别了RHBDL4作为TMED7的新切割底物,并阐明了其在TLR4信号调控中的重要作用。此外,将RHBDL4与川崎病联系起来,为理解该疾病的分子机制提供了新视角。

3. 关键科学问题的凝练:研究凝练了关键的科学问题,RHBDL4如何调控TLR4信号、TMED7在其中扮演的角色,以及这一调控轴如何影响炎症反应等。

4. 研究设计研究设计严谨,从分子机制探究到动物模型验证,再到临床相关的病理模型研究,层层递进,逻辑清晰。特别是负反馈调节回路的发现,显示了研究的深度和广度。
研究探讨了内膜蛋白酶RHBDL4 (关键分子1)COPII适配蛋白TMED7(关键分子2)的调控作用及其在TLR4介导的炎症信号(下游信号通路)中的功能。研究发现RHBDL4缺失会导致败血症和自身炎症性疾病(相关疾病)的炎症反应增强和生存率降低;此外与川崎病(相关疾病)相关的RHBDL4突变会加速其降解并影响其功能。具体机制上,RHBDL4能够触发TMED7的降解,进而抑制TLR4的细胞表面运输和减少TLR4介导的炎症反应;而TLR4激活能够诱导RHBDL4的转录上调,形成负反馈调节回路(分子机制)

下面我们看一下具体研究内容:
1为了探究RHBDL4对特定TMED/p24蛋白的降解作用,进行了SILAC和定量质谱分析实验,检测了RHBDL4敲除细胞中膜蛋白的变化,发现TMED2TMED7TMED10RHBDL4缺失细胞中的稳态水平增加,表明RHBDL4通过ERAD途径调控这些蛋白的丰度。

2)为了了解RHBDL4如何识别并切割TMED7构建了一系列TMED7TMED9的嵌合体,并检测了RHBDL4对它们的切割效率发现只有包含TMED7luminal结构域的嵌合体被RHBDL4有效切割,揭示了TMED7luminal结构域对其作为RHBDL4底物的重要性。

3)为了研究RHBDL4缺失对TLR4信号传导的影响,研究者在THP-1细胞中敲低RHBDL4,并检测了TLR4细胞表面水平及LPS诱导的炎症因子表达,发现RHBDL4缺失导致TLR4细胞表面水平上升和炎症因子表达增加,说明RHBDL4通过调控TMED7影响TLR4信号。

4)为了评估RHBDL4缺失对全身炎症反应的影响,研究者对RHBDL4敲除小鼠进行了LPS挑战实验,并检测了血清中炎症因子水平和生存率,发现RHBDL4缺失小鼠在LPS注射后炎症因子水平更高,生存时间缩短,表明RHBDL4在调节宿主对LPS反应中的关键作用。

5)为了探究与川崎病相关的RHBDL4突变对蛋白稳定性的影响,研究者表达了RHBDL4 I165T突变体,并检测了其稳定性,发现I165T突变体的稳定性降低,并且通过自催化切割事件加速降解,说明该突变可能通过影响RHBDL4稳定性参与川崎病发病。

6)为了研究TLR4信号是否调控RHBDL4表达,研究者THP-1细胞和BMDMs中用LPS处理,并检测了RHBDL4mRNA和蛋白水平,发现LPS处理后RHBDL4表达上调,揭示了TLR4信号和RHBDL4表达之间存在的负反馈调节机制。

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