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炎症反应失控危害健康,NF-κB 通路是关键调控途径。研究人员以 U937 细胞和小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)为对象,探究 c-Ski 与 NF-κB 通路关系。结果发现 c-Ski 可抑制炎症反应,通过与 p65、HDAC1 相互作用抑制 p65 乙酰化,这为炎症性疾病治疗提供新靶点。
炎症,这个熟悉又陌生的 “敌人”,时刻影响着人体健康。正常情况下,急性炎症反应能帮助身体抵御外界侵害,可一旦炎症失控,像慢性炎症、过度炎症,就会引发一系列严重疾病,从败血症、炎症性肠病,到关节炎、癌症,甚至糖尿病、心血管疾病都与之相关。所以,寻找有效的抗炎干预方法和治疗药物,成了医学领域的重要任务。
NF-κB(核因子 κB)通路在炎症调控中占据关键地位,它能通过经典的 IκB/p65/p50 途径,调节一系列炎症因子的表达,不仅参与炎症的起始,还在炎症的消退过程中发挥作用,是炎症调控的核心环节。其中,NF-κB p65(p65)的乙酰化修饰,受组蛋白去乙酰化酶(HDAC)调节,在炎症信号调控中至关重要,也是开发炎症调控药物的重要靶点。
c-Ski,一种在脊椎动物进化中高度保守的原癌蛋白,在多种生理和病理过程中扮演重要角色。前期研究发现,c-Ski 可能具有抗炎作用,在伤口愈合过程中,它的表达增加能减轻炎症反应、减少疤痕形成 。然而,c-Ski 与 NF-κB 通路之间的关系,以及其抗炎的具体机制,一直是未解之谜。
为了揭开这些谜团,陆军军医大学大坪医院创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》杂志上,为炎症调控机制的研究提供了新的视角。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究 c-Ski 的作用机制。免疫沉淀(IP)技术用于确定 c-Ski 与 p65、HDAC1 之间的相互作用;蛋白质免疫印迹(WB)分析蛋白表达水平变化;电泳迁移率变动分析(EMSA)评估 NF-κB 的结合活性;双荧光素酶报告基因检测确定 c-Ski 对 NF-κB 转录活性的影响;定量蛋白质组学分析全面了解 c-Ski 对 NF-κB 通路的调控作用;此外,还利用了 RNA 干扰(RNAi)技术,通过转染小干扰 RNA(siRNA)降低特定基因的表达,探究基因功能。实验样本除了人单核细胞白血病细胞系 U937 细胞,还使用了小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)。
研究结果如下:
- c-Ski 抑制炎症因子合成、细胞侵袭和吞噬:研究人员用携带 c-Ski 基因的重组腺病毒(Ad-Ski)感染 U937 细胞,增加 c-Ski 蛋白水平。结果发现,与地塞米松(Dex)处理组相似,c-Ski 高表达显著抑制了脂多糖(LPS)刺激诱导的肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)和白细胞介素 - 1β(IL-1β)的合成,同时降低了细胞侵袭和吞噬能力。这表明 c-Ski 具有明显的抗炎作用。
- c-Ski 通过调节 NF-κB 信号通路发挥抗炎作用:转染 p65 siRNA 降低 p65 表达后,c-Ski 对 LPS 诱导的 TNF-α 和 IL-1β 合成的抑制作用消失。这说明 c-Ski 的抗炎效果依赖于 NF-κB 信号通路中的 p65,证实 c-Ski 通过调节该信号通路发挥抗炎作用。
- c-Ski 促进与 p65 结合,抑制 p65 乙酰化:免疫沉淀实验显示,Ad-Ski 感染后,c-Ski 与 p65 的相互作用增强,且 LPS 刺激会进一步促进这种结合。蛋白质免疫印迹分析表明,c-Ski 高表达降低了 p65 的乙酰化水平,同时不影响 p65 的总蛋白水平和磷酸化水平。电泳迁移率变动分析和双荧光素酶报告基因检测也证实,c-Ski 抑制了 NF-κB 的活性。这一系列结果表明,增加 c-Ski 水平可促进 p65 与 c-Ski 结合,降低 p65 乙酰化和 NF-κB 活性。
- c-Ski 的抗炎作用与 HDAC1 相关:转染 HDAC1 siRNA 抑制 HDAC1 表达后,c-Ski 对 LPS 诱导的 TNF-α 和 IL-1β 表达的抑制作用被消除。进一步研究发现,c-Ski、HDAC1 和 p65 之间存在相互作用,c-Ski 高表达能促进与 HDAC1 的结合,增强 HDAC1 对 p65 的去乙酰化作用。使用 HDAC1 抑制剂恩替诺特(entinostat)处理细胞也得到类似结果。这表明 c-Ski 通过与 HDAC1 协同作用,抑制 p65 乙酰化,从而发挥抗炎效果。
- c-Ski 抑制 NF-κB 信号通路:定量蛋白质组学分析显示,感染 Ad-Ski 后,U937 细胞中与 NF-κB 信号通路、TNF-α 信号通路等相关的蛋白表达下调。这直接证明了 c-Ski 高表达能够抑制 NF-κB 信号通路,为其抗炎作用提供了有力的证据支持。
- c-Ski 在 BMDMs 中的抗炎作用:在小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)中,Ad-Ski 感染同样增加了 c-Ski 蛋白水平,抑制了 LPS 诱导的 TNF-α 和 IL-1β 表达,促进了 c-Ski 与 p65 的结合,降低了 p65 的乙酰化水平。这表明 c-Ski 在不同细胞类型中都具有抗炎作用,其抗炎机制具有一定的普遍性。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次明确了 c-Ski 在细胞水平上具有显著的抗炎作用。c-Ski 通过直接与 p65 或 HDAC1 结合,抑制 p65 的乙酰化,进而抑制 NF-κB 信号通路,减少炎症因子的产生,降低细胞侵袭和吞噬能力。这一发现不仅证实了 c-Ski 的抗炎特性,还揭示了全新的分子通路和调控机制,为炎症性疾病的治疗提供了潜在的新靶点。然而,目前在炎症细胞中单独增加 c-Ski 水平仍面临挑战,c-Ski 作为原癌基因,其过表达是否会引发细胞癌变也有待进一步研究。但总体而言,这项研究为深入理解炎症调控机制和开发新型抗炎药物开辟了新的方向,具有重要的理论和临床意义。