2024年7月3日,浙江大学医学院附属第二医院肿瘤研究所/浙江大学转化医学研究院孙毅教授团队在《美国科学院学报》(PNAS)发表题为"The CRL3KCTD10 ubiquitin ligase-USP18 axis coordinately regulates cystine uptake and ferroptosis by modulating SLC7A11"的研究论文(DOI:10.1073/pnas.2320655121),报道了E3泛素连接酶CRL3KCTD10和去泛素蛋白酶18 (USP18)协同调控胱氨酸转运蛋白载体家族7A成员11(SLC7A11)的稳定性,从而调控肿瘤细胞的胱氨酸吸收和铁死亡.

目的 探究PKM2 拟素化(neddylation)修饰对肺动脉高压大鼠右心室纤维化的影响.方法 将SD大鼠随机分为对照组、模型组和MLN4924 组,HE染色法检测肺动脉,Masson染色检测右心室纤维化程度.提取大鼠原代心脏成纤维细胞,免疫荧光法检测α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达,使用si-NC、si-PKM2、pcDNA3.1-PKM2 转染原代心脏成纤维细胞后,蛋白质免疫印迹法检测PKM2 及纤维化相关Ⅰ型胶原蛋白(Collagen Ⅰ)、Ⅲ型胶原蛋白(Collagen Ⅲ)、基质金属蛋白酶 2(MMP2)、基质金属蛋白酶 9(MMP9)等蛋白水平.蛋白质免疫共沉淀法检测PKM2 neddylation修饰.实时荧光定量PCR法检测大鼠心脏组织中PKM2 的mRNA表达水平.蛋白质免疫印迹法检测PKM2 蛋白质降解时间.结果 HE染色结果显示,模型组肺小动脉(纤维层)和内膜(内转运蛋白)之间的距离显著加宽,中间层的厚度增加,Masson染色显示,与对照组相比,模型组显示更多的胶原沉积,纤维化更严重的.模型组的PKM2 蛋白表达水平高于对照组,而mRNA水平无显著性差异.PKM2 在大鼠肺动脉高压模型中右心室组织存在neddylation修饰.在心脏成纤维细胞中敲低Nedd8 或用MLN4924 抑制neddylation修饰可下调PKM2 及纤维化相关蛋白Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、MMP2、MMP9 等蛋白水平,促进 PKM2 蛋白质降解速率[(3.03±0.23)～(11.97±0.66)h,t =-12.82,P<0.001,过表达Nedd8 则提高PKM2 蛋白表达.MLN4924 组大鼠右心室纤维化程度及α-SMA蛋白表达水平低于模型组.结论 在肺动脉高压大鼠模型中,neddylation修饰增强了PKM2 的蛋白质稳定性进而促进右心室纤维化过程.

表观遗传修饰是指在不改变基因序列的情况下,通过对DNA和组蛋白等一系列可逆的共价修饰调控生物体的基因表达,在应对生物和非生物因素胁迫以及适应环境变化的过程中发挥着非常重要的作用.最近的研究表明,表观遗传修饰参与水稻/拟南芥抵御细菌入侵的免疫反应(包括效应识别、信号转导和快速防御反应等).对基因组DNA甲基化、组蛋白修饰(甲基化/去甲基化、乙酰化/去乙酰化和泛素化)和小RNA在内的表观遗传修饰在水稻/拟南芥对病原细菌入侵的防御反应中的功能和分子调控机制进行了综述,有助于系统地全面理解表观遗传抗病性,为其抗病育种提供理论支持和基因资源.

凋亡敏感基因蛋白(Sensitive to Apoptosis Gene,SAG)是一种结构上进化保守的锌环指蛋白(zinc RING finger protein),1997年由该文笔者的实验室首次克隆,并于1999年发表.大量研究先后证实SAG不仅是一个具有抗氧化能力、可抑制金属离子或ROS诱导的细胞凋亡的蛋白,同时还是具有促癌作用的重要E3泛素连接酶,也是一个极富潜力的新型抗肿瘤靶点.SAG是泛素化和拟素化修饰的双重E3连接酶,通过介导Cullin-5蛋白的拟素化修饰参与形成CRL5或CRL1 E3泛素连接酶复合体,介导多种抑癌底物蛋白的泛素化降解,促进肿瘤细胞增生、存活、血管生成和肿瘤形成.此外,SAG还参与病毒的复制与合成,并与多种人类疾病相关.目前,靶向SAG的抗肿瘤小分子抑制剂正在研发中.该文回顾多年来在SAG的结构和功能方面的研究进展,综述SAG的生物学功能,重点阐述SAG促进肿瘤发生发展的功能和作用机理,并探讨和展望SAG的基础研究方向和以SAG为靶点的新型抗肿瘤药物的研发策略.

目的 FUN14结构域蛋白2(FUN14 domain containing 2,FUNDC2)是一种线粒体外膜蛋白,调控缺氧条件下血小板的寿命.血管紧张素II(angiotensinⅡ,AngII)是血管内皮细胞衰老的重要始动因子.本研究目标在于探讨FUNDC2对于人静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)线粒体自噬的作用和其下游可能的信号通路.方法 带有GFP-LC3B标签的活细胞用Mito-Tracker染色以标记线粒体自噬.AngII刺激细胞诱导细胞衰老,采用β-galactosidase染色显示细胞衰老.采用免疫沉淀和Western blot检测FUNDC2蛋白的拟素化修饰和Akt/foxo3a信号通路的活化情况.结果 FUNDC2表达上调增加HUVECs细胞的线粒体自噬水平,并伴有Akt/foxo3a信号通路的活化.在此过程中FUNDC2发生由神经前体细胞表达的发育下调蛋白8(neuronal precursor cell-expressed developmentally down-regulated protein 8,NEDD8)介导的拟素化修饰,NEDD8的27位赖氨酸位点是其与FUNDC2结合必不可少的.AngII可抑制FUNDC2介导的线粒体自噬,与内皮细胞衰老密切相关.结论 FUNDC2发生拟素化修饰对于内皮细胞线粒体自噬非常关键.AngII可能由于干扰FUNDC2介导的线粒体自噬从而诱导内皮细胞衰老.

2023年2月15日,浙江大学基础医学院/浙江大学医学院附属邵逸夫医院柯越海教授和张雪副教授团队在《临床研究杂志》(The Journal of Clinical Investigation)杂志发表研究论文"SHP2 deneddylation mediates tumor immunosuppression in colon cancer via the CD47/SIRPα axis"(DOI:10.1172/JCI162870).

蛋白质拟素化是一种类似于泛素化的翻译后修饰,由NEDD8活化酶E1(NAE)、NEDD8耦联酶E2(UBE2M或UBE2F)和NEDD8连接酶E3三种酶催化组成的级联反应.Cullin家族蛋白是拟素化修饰的生理性底物,Cullin的拟素化修饰激活Cullin-RING连接酶(CRLs),CRLs是最大一类E3泛素连接酶家族,介导了其中约20％蛋白质的泛素化降解来调节许多生物过程,包括细胞周期调控、DNA损伤修复、细胞生长、代谢、存活、自噬、迁移和免疫逃逸等.去拟素化过程则是通过特异性的去拟素化酶将拟素分子NEDD8从底物蛋白上水解并移除,释放至细胞中以维持拟素化的动态平衡.NEDD8和拟素化修饰的催化酶在多种癌症中高表达或活性上调,导致CRLs的过度激活,催化许多抑癌蛋白质的降解,从而促进肺癌细胞的增殖与存活以及肺肿瘤的发生发展.蛋白质拟素化修饰已被证实是有希望的癌症靶点.同样地,多种去拟素化酶在肺癌中高表达,其改变也与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关,亦是潜在的肿瘤治疗重要靶点.本综述主要聚焦于拟素化及去拟素化通路在肺癌细胞中表达水平的改变,如何调节肺癌细胞的生长、存活和肺癌微环境和炎症免疫反应以及在肺癌发生发展中的作用.了解驱动癌症发生、发展和转移的关键分子机制,提出通过靶向拟素化和去拟素化修饰各重要组件来作为肺癌治疗手段,为临床肺癌的治疗提供新的思路.