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巨噬细胞在免疫反应中至关重要,其代谢重编程机制却不明晰。为探究此,研究人员开展关于巨噬细胞代谢重编程的研究。发现 AMPK - CLYBL 乙酰化正反馈回路,抑制 CLYBL - K154 乙酰化或可治疗炎症性疾病。这为相关疾病治疗提供新思路。
在人体的免疫系统中,巨噬细胞就像忠诚的卫士,时刻守护着我们的身体。当遇到病原体入侵或者组织受损时,巨噬细胞会迅速做出反应,通过一系列复杂的机制来对抗病原体、修复受损组织。然而,巨噬细胞的这种 “战斗模式” 背后,有着一套精密的代谢调控机制,就像隐藏在幕后的指挥官,掌控着巨噬细胞的战斗力和 “行为举止” 。但一直以来,这个幕后指挥官的运作方式却充满了谜团,比如代谢重编程是如何被触发,进而增强巨噬细胞效应功能的,科学家们并不完全清楚。这就像在黑暗中摸索,看不清前进的方向。如果能揭开这个谜团,对于炎症性疾病的治疗来说,无疑是找到了一盏明灯。于是,中国医科大学的研究人员开启了这场探索之旅。
研究人员通过一系列实验,发现了一个关键的 AMPK - CLYBL 乙酰化正反馈回路。这个回路在炎症反应中扮演着极为重要的角色,它就像是一个代谢开关,能够驱动炎症反应。研究还表明,抑制 CLYBL - K154乙酰化或许能成为治疗炎症反应相关疾病的有效策略。这一研究成果发表在《Cell Death and Disease》上,为相关领域的研究开辟了新的方向。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是蛋白质组学和乙酰化蛋白质组学技术,用于鉴定蛋白质的乙酰化位点和相关蛋白;二是细胞实验,包括细胞培养、转染和处理,以研究细胞内分子的相互作用和功能;三是动物实验,利用基因敲除和转基因小鼠模型,在体内探究相关机制对疾病的影响。
研究结果如下:
- 定量乙酰化蛋白质组学鉴定 CLYBL 为 SIRT2 的生理底物:通过对野生型、SIRT2 基因敲除(SIRT2 - KO)和 SIRT2 转基因(SIRT2 - Flag - TG)小鼠心脏组织进行定量乙酰化蛋白质组学分析,发现 SIRT2 可强烈调节 CLYBL 的乙酰化,CLYBL 存在三个乙酰化位点,其中 K154是关键位点,受 SIRT2 和乙酰转移酶 CBP 调控。
- CLYBL 乙酰化受 AMPK 负调控:用脂多糖(LPS)模拟 TLR 激活,发现 LPS 处理后 AMPK 在 Thr - 172 位点的磷酸化水平降低,CLYBL 乙酰化程度显著增加。AMPK 激活可抑制 LPS 介导的 CLYBL 乙酰化增加,且该过程依赖 SIRT2 。此外,CLYBL - K154R 突变体可增加 LPS 处理后的 AMPK 磷酸化水平,揭示了 AMPK 与 CLYBL 乙酰化之间存在正反馈回路。
- CLYBL - K154失活阻碍促炎巨噬细胞激活:用 CLYBL siRNA 处理 RAW264.7 巨噬细胞,比较外源性 CLYBL - WT 和 CLYBL - K154R 的作用。结果显示,CLYBL - K154R 显著抑制 LPS 诱导的 NLRP3 激活,降低 IL - 1β 和 IL - 6 水平,同时抑制巨噬细胞向 M1 型极化,表明 CLYBL - K154乙酰化失活可拮抗 LPS 诱导的炎症反应。
- CLYBL 高乙酰化加重心脏重塑,低乙酰化减轻心脏重塑:利用 SIRT2 - KO 小鼠模拟 CLYBL 高乙酰化,SIRT2 - Flag - TG 小鼠模拟 CLYBL 低乙酰化。结果发现,CLYBL 高乙酰化会增加单核细胞浸润、炎症因子释放,加重心脏重塑;而 CLYBL 低乙酰化则减少单核细胞浸润和炎症因子表达,减轻心脏重塑。
研究结论和讨论部分指出,本研究发现的 AMPK - CLYBL 乙酰化正反馈回路,将代谢重编程与炎症反应联系起来。这一发现为理解巨噬细胞的效应功能和代谢重编程提供了新的视角,也为将 CLYBL - K154作为炎症反应相关疾病的潜在治疗靶点提供了理论依据。由于 CLYBL 基因纯合缺失在健康个体中可被耐受,且 CLYBL 乙酰化不影响蛋白质表达水平,因此针对 CLYBL - K154进行干预可能是一种安全有效的免疫调节策略,有望为炎症性疾病的治疗带来新的突破。