?子科生物報道：浙江大學Yi Sun教授的團隊使用條件KO小鼠模型，報告了Treg細胞中類化修飾–Cullin-RING連接酶(CRLs)系統(tǒng)的Ube2m-Rbx1和Ube2f-Sag軸之間的功能補償效應。該團隊還揭示了Ube2m-Rbx1和Ube2f-Sag軸對Treg細胞的功能都是必不可少的，并從機制上闡明了Rbx1/Sag-CRLs以類化修飾依賴性和非依賴性方式發(fā)揮作用。
考慮到CRLs的異常激活(例如，通過增強cullin類風濕性關節(jié)炎)與許多人類自身免疫性疾病相關，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、炎癥性腸病和類風濕性關節(jié)炎，本工作可能為進一步研究提供新的見解和途徑，最終目標是預防和治療這些疾病。這篇論文發(fā)表在《研究》(Research)雜志上
蛋白質(zhì)類泛素化修飾是一種泛素化修飾，由E1-E2-E3酶級聯(lián)催化。哺乳動物細胞只有一個泛素化E1，兩個E2s (Ube2m和Ube2f)和十多個E3s。其中，Rbx1 E3與Ube2m配對，催化Cullin 1-4的類黃酮化，Sag/Rbx2 E3與Ube2f配對，催化Cullin 5的類黃酮化。Rbx1和Sag也是兩個RING家族成員，作為Cullin-RING連接酶(CRLs) E3泛素連接酶的催化亞基。Cullins上的類黃酮化激活了最大的E3泛素連接酶家族，它調(diào)節(jié)了許多關鍵的生物過程。
Yi Sun博士團隊之前的研究發(fā)現(xiàn)，完全敲除Rbx1或Sag都會導致小鼠在不同發(fā)育階段的胚胎死亡，這表明這兩個家族成員在功能上是不冗余的。最近，Yi Sun博士的研究小組報道了UBE2M還作為泛素E2與帕金森- DJ-1 E3偶聯(lián)，在缺氧條件下靶向泛素化和降解UBE2F，這表明這兩個E2之間存在一些交叉對話。
調(diào)節(jié)性T細胞是特化的免疫抑制CD4+ T淋巴細胞，在維持體內(nèi)免疫穩(wěn)態(tài)中起關鍵作用。去年，Yi Sun博士的研究小組有條件地分別敲除調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)中的Ubem、Ube2F、Rbx1或Rbx2/Sag，發(fā)現(xiàn)類風濕化- crls系統(tǒng)的Ube2m-Rbx1軸是必不可少的，而Ube2F -Sag軸對于Treg細胞的功能維持是必不可少的，因為Treg細胞分別敲除Ube2m或Rbx1會導致小鼠明顯的炎癥/自身免疫表型和早期死亡;而同樣敲除Ube2f或Sag的基因則無表型。
本研究旨在探討Treg細胞中Ube2m-Rbx1軸與Ube2f-Sag軸之間是否存在功能互補。Sun組通過Foxp3-Cre-Loxp系統(tǒng)分別產(chǎn)生雙敲除Treg細胞中E2s Ube2M和Ube2F或E3s Rbx1和Sag的小鼠品系。雙E2敲除小鼠炎癥表型較強，存活期僅為35天左右，而Treg細胞中僅敲除Ube2m的小鼠存活期約為4-6個月。
進一步比較兩種E2s雙敲除Treg細胞和單敲除Ube2m Treg細胞的轉(zhuǎn)錄組變化，發(fā)現(xiàn)前者的基因，尤其是炎癥相關通路的改變程度遠大于后者。結(jié)果表明，Ube2f確實在Treg細胞功能中發(fā)揮作用，但Ube2m在Treg細胞中完全補償了這一作用。
另一方面，雙E3基因敲除與單Rbx1基因敲除的表型比較顯示，由于單Rbx1基因敲除小鼠在Treg細胞中的表型已經(jīng)非常嚴重，因此類似的嚴重炎癥表型具有早發(fā)性致死率。這種差異僅在8天大的幼鼠中發(fā)現(xiàn)，雙基因敲除小鼠的免疫細胞激活指標顯著高于單基因敲除小鼠。
同樣，Rbx1和Sag同時缺失的Treg細胞的轉(zhuǎn)錄組變化也明顯大于Rbx1單一缺失的Treg細胞。因此，Sag本身也在一定程度上調(diào)節(jié)Treg細胞的功能;但是它被Rbx1完全補償了。
在Treg細胞中，雙E2與雙E3敲除小鼠的表型比較顯示，雙E3敲除小鼠的表型更嚴重，壽命更短。前者Treg細胞的轉(zhuǎn)錄組改變也比后者大得多。考慮到Rbx1和Sag是雙E3連接酶，它們同時催化(cullins的)類黃酮化和泛素化(通過CRL)，但CRL激活需要cullin類黃酮化。因此，Rbx1/Sag似乎具有超越類泛素化-CRLs的功能。本研究進一步加深了對Rbx1/Sag-CRLs在Treg細胞中的調(diào)控機制的認識。
綜上所述，這項基于體內(nèi)的研究表明，類化修飾-CRLs系統(tǒng)的Ube2m-Rbx1和Ube2f Sag軸在Treg細胞的功能調(diào)節(jié)中具有代償性。它還闡明了Rbx1/Sag-CRLs在Treg細胞中的作用部分獨立于類化修飾，從而揭示了Treg細胞中類化修飾- crls系統(tǒng)先前未知的機制。
眾所周知，CRL的異常與許多人類自身免疫性疾病有關，并且CRL的激活需要類化修飾。因此，本工作為研究和認識自身免疫性疾病發(fā)生發(fā)展的潛在機制提供了一個新的角度，有助于為最終實現(xiàn)自身免疫性疾病的預防和治療奠定基礎。
The functional redundancy of neddylation E2s and E3s in modulating the fitness of regulatory T cells.
