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USP22通过稳定PPARγ增强巨噬细胞胞葬作用并改善动脉粥样硬化斑块稳定性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月30日 来源:Communications Biology 5.2
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为解决动脉粥样硬化中巨噬细胞胞葬作用(efferocytosis)受损和斑块不稳定的问题,研究人员开展了USP22(泛素特异性肽酶22)调控PPARγ(过氧化物酶体增殖物激活受体γ)稳定性的机制研究。研究发现USP22通过去泛素化作用稳定PPARγ,促进巨噬细胞对凋亡细胞的清除,从而减轻动脉粥样硬化进展。该研究揭示了USP22-PPARγ通路在斑块稳定性中的关键作用,为动脉粥样硬化治疗提供了新靶点。
动脉粥样硬化是威胁人类健康的主要慢性炎症性疾病,其核心病理特征是动脉壁内脂质沉积和斑块形成。巨噬细胞在这一过程中扮演双重角色:一方面通过吞噬脂质形成泡沫细胞驱动斑块发展,另一方面通过清除凋亡细胞(胞葬作用)维持斑块稳定。然而,在晚期动脉粥样硬化病变中,巨噬细胞的胞葬功能常常受损,导致凋亡细胞堆积、坏死核心扩大,最终引发斑块破裂等致命并发症。尽管已知过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)能调控巨噬细胞功能,但其上游调控机制及与去泛素化酶的关联尚不明确。
来自广西医科大学第一附属医院的研究团队在《Communications Biology》发表重要研究成果,首次揭示泛素特异性肽酶22(USP22)通过稳定PPARγ增强巨噬细胞胞葬作用,显著改善动脉粥样硬化斑块稳定性。研究采用ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化模型,结合RNA测序、免疫共沉淀、流式细胞术等关键技术,发现USP22-PPARγ轴是调控斑块稳定的关键分子开关。
结果部分
巨噬细胞USP22表达在严重动脉粥样硬化病变中降低
通过Western饮食喂养ApoE-/-小鼠16周建立晚期动脉粥样硬化模型,发现病变主动脉中USP22蛋白表达显著降低。免疫荧光显示斑块内CD68+巨噬细胞的USP22平均荧光强度较正常饮食组下降50%。体外实验证实LPS/IFN-γ刺激可时间依赖性下调THP-1源性巨噬细胞USP22表达,而IL-4/IL-13则上调其表达。
巨噬细胞过表达USP22缓解动脉粥样硬化
通过AAV-F4/80-OE-USP22特异性过表达巨噬细胞USP22,显著减少斑块坏死核心面积(降低42%)和脂质沉积(ORO阳性面积减少35%),同时增加胶原含量(提升28%)。值得注意的是,虽然斑块总面积无显著变化,但过表达组巨噬细胞相关TUNEL+凋亡细胞与游离凋亡细胞比值升高2.1倍,提示胞葬作用增强。Western blot显示主动脉组织BAX(促凋亡蛋白)表达下降而BCL-2(抗凋亡蛋白)表达升高。
USP22抑制泡沫细胞形成和炎症反应
siRNA沉默USP22使THP-1巨噬细胞的ox-LDL摄取量增加80%,而过表达则减少45%。机制上,USP22下调脂质摄取受体CD36和LOX-1表达。在炎症调控方面,USP22过表达使M1型标志物MCP-1和IL-12 mRNA降低60%,同时提升M2型因子IL-10和TGF-β表达3倍。流式检测显示USP22使巨噬细胞早期凋亡率降低55%。
USP22通过PPARγ增强胞葬作用
RNA-seq和GSEA分析提示USP22激活PPAR信号通路。共聚焦显微镜和Co-IP实验证实USP22与PPARγ在巨噬细胞核内直接结合,并通过去泛素化作用延长PPARγ半衰期(CHX实验显示蛋白稳定性提高2.3倍)。当使用PPARγ抑制剂GW9662处理时,USP22促进的胞葬作用被完全阻断。动物实验进一步证实,GW9662可抵消USP22过表达对斑块的保护作用,使坏死核心面积反弹增加65%。
USP22抑制剂加剧动脉粥样硬化
高剂量USP22i-S02(15 mg/kg)处理使斑块脂质沉积增加40%,血浆MCP-1水平升高2.4倍,但未显著影响胶原含量或血脂水平,证实USP22的药理抑制可重现基因沉默的表型。
结论与意义
该研究首次阐明USP22-PPARγ轴在动脉粥样硬化中的双重保护机制:一方面通过去泛素化稳定PPARγ,上调AXL/MERTK等胞葬受体表达增强凋亡细胞清除;另一方面通过抑制CD36/LOX-1减少脂质蓄积,协同维持斑块稳定。从转化医学角度看,研究不仅解释了临床晚期斑块中USP22表达降低的病理意义,更提示靶向巨噬细胞USP22可能成为稳定易损斑块的新策略。值得注意的是,与直接激活PPARγ的经典药物(如罗格列酮)不同,USP22调控能避免全身性PPARγ激活带来的心血管副作用,具有更好的靶向性。未来研究可进一步探索USP22在人类斑块中的表达谱,并开发特异性激动剂用于动脉粥样硬化治疗。
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