表观遗传调控RIPK3：TG2介导的H3K4me3血清素化影响坏死性凋亡的分子机制

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Epigenetic modulation of RIPK3 by transglutaminase 2-dependent serotonylation of H3K4me3 affects necroptosis

本期推荐：研究团队发现跨谷氨酰胺酶2（TG2）通过催化组蛋白H3K4me3的血清素化（H3K4me3Q5ser），阻止Ripk3启动子甲基化从而促进其表达，揭示了TG2在坏死性凋亡（necroptosis）通路中的新型表观遗传调控机制，为炎症性疾病和肿瘤治疗提供新靶点。

　　细胞死亡调控领域长期关注程序性坏死（necroptosis）的分子开关，其中受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）是激活该通路的核心执行者。然而，RIPK3表达的表观遗传调控机制尚不明确。意大利罗马第二大学的研究团队发现，跨谷氨酰胺酶2（TG2）通过催化组蛋白H3K4me3第5位谷氨酰胺的血清素化（H3K4me3Q5ser），维持Ripk3启动子的开放状态，从而调控坏死性凋亡的激活阈值。该研究发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》，揭示了表观遗传修饰与细胞死亡通路交叉调控的新范式。

关键技术方法包括：1）采用TG2基因敲除（KO）小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）模型；2）染色质免疫沉淀（ChIP）分析组蛋白修饰与Ripk3启动子结合；3）甲基化DNA免疫沉淀（MeDIP）检测DNA甲基化状态；4）5-氮杂-2'-脱氧胞苷（AZA）去甲基化处理；5）TSZ（TNFα+SMAC mimetic+Z-VAD）诱导坏死性凋亡体系。

结果部分：

1. RIPK3表达依赖TG2：RNA-seq和Western blot证实TG2 KO MEFs中Ripk3 mRNA和蛋白表达显著下调（192.6倍），TSZ刺激后无法激活RIPK3/MLKL磷酸化级联反应，且MLKL寡聚化缺失。
2. 坏死性凋亡通路受阻：TG2缺失导致RIPK1异常剪切（caspase-8依赖），促使TNFα信号转向凋亡而非坏死性凋亡，TUNEL阳性细胞增加2.5倍。
3. 表观遗传调控机制：ChIP实验显示TG2与H3K4me3/H3K4me3Q5ser直接互作，且这两种修饰仅存在于野生型MEFs的Ripk3启动子区域。MeDIP证实TG2 KO细胞中Ripk3启动子甲基化水平升高3倍。
4. 甲基化干预逆转表型：AZA处理恢复TG2 KO细胞中RIPK3表达，使TSZ诱导的MLKL磷酸化和细胞死亡率回升至野生型水平80%。

结论与意义：该研究首次阐明TG2通过催化H3K4me3Q5ser修饰，拮抗组蛋白去甲基化酶（如KDM5）和DNA甲基转移酶活性，维持Ripk3基因的转录活性。这一发现不仅拓展了对坏死性凋亡表观调控的认知，还为肿瘤（如RIPK3表观沉默的恶性肿瘤）和炎症性疾病（如TG2过表达相关的自身免疫病）提供了新的干预策略。特别值得注意的是，TG2对RIPK1的保护作用独立于RIPK3调控，暗示其可能通过多靶点协调死亡信号转导。