抑制 SCFKDM2A/USP22 依赖的核 β-catenin 泛素化介导脑缺血耐受:缺血性脑卒中治疗新希望

【字体: 时间:2025年02月12日 来源:Communications Biology 5.2

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  急性缺血性脑卒中危害巨大且治疗手段有限。为探寻脑保护机制,研究人员开展关于缺氧后处理(HPC)对核 β-catenin 泛素化调控的研究。结果发现 HPC 通过抑制 SCFKDM2A、增加 USP22 稳定核 β-catenin,为缺血性脑卒中治疗提供新靶点。

  在医学领域,急性缺血性脑卒中是一个极为棘手的难题。它如同隐藏在暗处的杀手,每年在全球范围内影响着数百万人的健康,不仅会导致身体残疾、认知障碍,严重时甚至夺走生命。然而,目前针对脑卒中的有效治疗策略却非常有限,这就像在黑暗中摸索,急需一盏明灯照亮前行的道路。因此,寻找潜在的脑保护方法或启动内源性神经保护机制,成为了医学研究的迫切需求。
在这样的背景下,广州医科大学附属第二医院等单位的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在缺氧后处理(Hypoxic Postconditioning,HPC)对核 β-catenin 泛素化的调控机制上。经过一系列严谨的实验,研究人员得出了重要结论:HPC 能够通过抑制 SCFKDM2A复合体的形成,减少核 β-catenin 的泛素化,同时增加 USP22 的表达,促进核 β-catenin 的去泛素化,从而稳定核 β-catenin,诱导脑缺血耐受。这一发现意义重大,为缺血性脑卒中的治疗提供了全新的潜在靶点,就像在黑暗中找到了一丝曙光,为后续的临床治疗研究开辟了新的方向。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。

研究人员在开展这项研究时,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,进行了原代海马神经元和细胞系的培养,构建了氧糖剥夺 / 复氧(OGD/R)模型模拟脑缺血再灌注损伤。在动物实验方面,采用改进的四血管闭塞法建立短暂性全脑缺血(tGCI)模型,对大鼠进行 HPC 处理。此外,还运用了蛋白质免疫印迹(Western blot)、免疫沉淀(Immunoprecipitation)、免疫组化(Immunohistochemistry)等技术检测相关蛋白的表达和相互作用 。

研究结果具体如下:

  1. SCFKDM2A E3 连接酶复合体靶向核 β-catenin 的泛素化和降解:在体外实验中,通过对原代大鼠海马神经元的研究发现,氧糖剥夺 / 复氧(OGD/R)会导致核 β-catenin 进行性下降,且通过泛素 - 蛋白酶体途径降解,同时 K48 连接的多聚泛素化(K48-Ub)水平增加。在 SH-SY5Y 和 HEK-293T 细胞中进一步证实,KDM2A 通过其 F-box 结构域组装 SCFKDM2A E3 连接酶复合体,靶向核 β-catenin 进行泛素化和降解123
  2. HPC 减少核 β-catenin 的 K48-Ub 并减轻神经元损伤:研究人员在大鼠实验中发现,tGCI 会诱导 SKP1 和 CUL1 表达增加,而 HPC 能够抑制这种增加,减少 SCFKDM2A E3 连接酶复合体的形成。同时,HPC 还能逆转 tGCI 诱导的核 β-catenin 的 K48-Ub 增加,减轻神经元损伤。此外,通过沉默 KDM2A 或使用其抑制剂,也能得到类似的保护效果456
  3. HPC 促进核 β-catenin 去泛素化和神经元存活:免疫组化分析显示,HPC 能增加核 USP22 的表达,促进核 β-catenin 去泛素化,增强其与 β-catenin 的相互作用。过表达 USP22 能显著改善神经元损伤,提高缺血大鼠的神经功能结局,增强其空间学习和记忆能力789

研究结论和讨论部分指出,本研究揭示了 HPC 介导的脑缺血耐受中核 β-catenin 泛素化的调控机制,以及泛素化与甲基化在 HPC 诱导的核 β-catenin 稳定中的关系。HPC 通过抑制 SCFKDM2A复合体的组装和上调核 USP22,抑制核 β-catenin 的 K48-Ub,促进其甲基化,增强核 β-catenin 的稳定性,保护缺血神经元。这一发现为缺血性脑卒中的治疗提供了新的潜在靶点,具有重要的临床意义。不过,研究也存在一定局限性,例如不能完全排除 KDM2A 除 β-catenin 外还调控其他下游因子的可能性,以及 KDM2A 和 USP22 是否在 β-catenin 的同一赖氨酸残基上调节甲基化和泛素化尚不明确,未来需要进一步研究 。但总体而言,该研究为缺血性脑卒中的治疗带来了新的思路和希望,推动了相关领域的发展。

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