泛素化E2-E3轴在Treg细胞中的功能互补：对自身免疫性疾病的影响

浙江大学Yi Sun教授的研究小组报告了Treg细胞中类化修饰CRLs系统的Ube2m-Rbx1和Ube2f-Sag轴之间的功能补偿效应。

　　

浙江大学Yi Sun教授的团队使用条件KO小鼠模型，报告了Treg细胞中类化修饰–Cullin-RING连接酶(CRLs)系统的Ube2m-Rbx1和Ube2f-Sag轴之间的功能补偿效应。该团队还揭示了Ube2m-Rbx1和Ube2f-Sag轴对Treg细胞的功能都是必不可少的，并从机制上阐明了Rbx1/Sag-CRLs以类化修饰依赖性和非依赖性方式发挥作用。

考虑到CRLs的异常激活(例如，通过增强cullin类风湿性关节炎)与许多人类自身免疫性疾病相关，如系统性红斑狼疮、炎症性肠病和类风湿性关节炎，本工作可能为进一步研究提供新的见解和途径，最终目标是预防和治疗这些疾病。这篇论文发表在《研究》(Research)杂志上

蛋白质类泛素化修饰是一种泛素化修饰，由E1-E2-E3酶级联催化。哺乳动物细胞只有一个泛素化E1，两个E2s (Ube2m和Ube2f)和十多个E3s。其中，Rbx1 E3与Ube2m配对，催化Cullin 1-4的类黄酮化，Sag/Rbx2 E3与Ube2f配对，催化Cullin 5的类黄酮化。Rbx1和Sag也是两个RING家族成员，作为Cullin-RING连接酶(CRLs) E3泛素连接酶的催化亚基。Cullins上的类黄酮化激活了最大的E3泛素连接酶家族，它调节了许多关键的生物过程。

Yi Sun博士团队之前的研究发现，完全敲除Rbx1或Sag都会导致小鼠在不同发育阶段的胚胎死亡，这表明这两个家族成员在功能上是不冗余的。最近，Yi Sun博士的研究小组报道了UBE2M还作为泛素E2与帕金森- DJ-1 E3偶联，在缺氧条件下靶向泛素化和降解UBE2F，这表明这两个E2之间存在一些交叉对话。

调节性T细胞是特化的免疫抑制CD4+ T淋巴细胞，在维持体内免疫稳态中起关键作用。去年，Yi Sun博士的研究小组有条件地分别敲除调节性T细胞(Treg细胞)中的Ubem、Ube2F、Rbx1或Rbx2/Sag，发现类风湿化- crls系统的Ube2m-Rbx1轴是必不可少的，而Ube2F -Sag轴对于Treg细胞的功能维持是必不可少的，因为Treg细胞分别敲除Ube2m或Rbx1会导致小鼠明显的炎症/自身免疫表型和早期死亡;而同样敲除Ube2f或Sag的基因则无表型。

本研究旨在探讨Treg细胞中Ube2m-Rbx1轴与Ube2f-Sag轴之间是否存在功能互补。Sun组通过Foxp3-Cre-Loxp系统分别产生双敲除Treg细胞中E2s Ube2M和Ube2F或E3s Rbx1和Sag的小鼠品系。双E2敲除小鼠炎症表型较强，存活期仅为35天左右，而Treg细胞中仅敲除Ube2m的小鼠存活期约为4-6个月。

进一步比较两种E2s双敲除Treg细胞和单敲除Ube2m Treg细胞的转录组变化，发现前者的基因，尤其是炎症相关通路的改变程度远大于后者。结果表明，Ube2f确实在Treg细胞功能中发挥作用，但Ube2m在Treg细胞中完全补偿了这一作用。

另一方面，双E3基因敲除与单Rbx1基因敲除的表型比较显示，由于单Rbx1基因敲除小鼠在Treg细胞中的表型已经非常严重，因此类似的严重炎症表型具有早发性致死率。这种差异仅在8天大的幼鼠中发现，双基因敲除小鼠的免疫细胞激活指标显著高于单基因敲除小鼠。

同样，Rbx1和Sag同时缺失的Treg细胞的转录组变化也明显大于Rbx1单一缺失的Treg细胞。因此，Sag本身也在一定程度上调节Treg细胞的功能;但是它被Rbx1完全补偿了。

在Treg细胞中，双E2与双E3敲除小鼠的表型比较显示，双E3敲除小鼠的表型更严重，寿命更短。前者Treg细胞的转录组改变也比后者大得多。考虑到Rbx1和Sag是双E3连接酶，它们同时催化(cullins的)类黄酮化和泛素化(通过CRL)，但CRL激活需要cullin类黄酮化。因此，Rbx1/Sag似乎具有超越类泛素化-CRLs的功能。本研究进一步加深了对Rbx1/Sag-CRLs在Treg细胞中的调控机制的认识。

综上所述，这项基于体内的研究表明，类化修饰-CRLs系统的Ube2m-Rbx1和Ube2f Sag轴在Treg细胞的功能调节中具有代偿性。它还阐明了Rbx1/Sag-CRLs在Treg细胞中的作用部分独立于类化修饰，从而揭示了Treg细胞中类化修饰- crls系统先前未知的机制。

众所周知，CRL的异常与许多人类自身免疫性疾病有关，并且CRL的激活需要类化修饰。因此，本工作为研究和认识自身免疫性疾病发生发展的潜在机制提供了一个新的角度，有助于为最终实现自身免疫性疾病的预防和治疗奠定基础。

The functional redundancy of neddylation E2s and E3s in modulating the fitness of regulatory T cells.