E3泛素连接酶MARCH2通过自泛素化调控TNF-α介导的炎症反应机制研究

推荐：本研究揭示了E3泛素连接酶MARCH2在炎症性肠病(IBD)中的关键调控机制。研究人员通过构建MARCH2-/-小鼠模型，结合RNA测序和蛋白质互作分析，发现MARCH2通过K63连接的自泛素化（autoubiquitination）激活后靶向降解NF-κB关键调控因子NEMO/IKKγ，从而抑制过度炎症反应。该研究为IBD等慢性炎症疾病的治疗提供了新靶点。

　　

炎症性肠病(IBD)等慢性炎症疾病的发病机制与NF-κB信号通路的过度激活密切相关，但如何精确调控这一通路以避免组织损伤仍是未解难题。核因子κB必需调节因子(NEMO/IKKγ)作为NF-κB通路的中央枢纽，其降解机制尤其关键。此前研究发现E3泛素连接酶MARCH2能通过K48连接的多聚泛素化促使NEMO降解，但MARCH2自身的激活机制及其在慢性炎症模型中的作用尚未阐明。

为解决这些问题，忠南大学兽医学院微生物学实验室的Jong-Soo Lee团队在《Cell Communication and Signaling》发表研究，首次揭示了MARCH2通过动态二聚化及K63连接的自泛素化激活的分子机制。研究人员发现，在TNF-α刺激后期，MARCH2通过175-200氨基酸区域形成二聚体，进而发生K127/K238位点的自泛素化，从而识别并降解NEMO。更值得注意的是，静息状态下MARCH8通过与MARCH2的相同结构域结合，抑制其自发激活，这种双重调控机制为炎症反应的精准控制提供了新见解。

研究采用多组学技术联用策略：通过DSS诱导的结肠炎小鼠模型评估MARCH2^-/-表型；RNA测序分析炎症相关基因表达谱；免疫共沉淀结合质谱鉴定MARCH2互作蛋白；体外泛素化实验明确K63连接修饰；激光共聚焦显微镜观察蛋白质共定位。

主要研究结果：
MARCH2缺失加剧实验性结肠炎
DSS处理的MARCH2^-/-小鼠出现100%死亡率（野生型全部存活），结肠长度缩短21.6%（p<0.001），伴随IL-6、TNF-α等促炎因子显著升高。组织学显示隐窝结构破坏和杯状细胞减少，证实MARCH2对肠道屏障的保护作用。

MARCH2通过自泛素化激活
TNF-α刺激诱导MARCH2二聚化，质谱鉴定到K127/K238位点的K63连接自泛素化。突变实验显示双突变体(K127/238R)完全丧失促进NEMO降解的能力（p<0.001），NF-κB报告基因活性恢复至对照水平。

MARCH8的负调控作用
静息状态下，MARCH8通过结合MARCH2的175-200氨基酸区域抑制其二聚化。TNF-α刺激后两者解离，释放MARCH2的E3连接酶活性。过表达MARCH8可使NEMO蛋白水平回升2.3倍（p<0.01）。

这项研究不仅阐明了MARCH2-MARCH8调控轴在炎症反应中的"分子开关"作用，更创新性地提出：E3连接酶的活性可通过空间位阻（MARCH8抑制）和翻译后修饰（自泛素化激活）双重机制精确调控。该发现为开发靶向MARCH2二聚化界面的抗炎药物提供了理论依据，尤其对IBD等NF-κB通路过度激活的疾病具有重要转化价值。研究揭示的"刺激依赖性蛋白构象变化-自修饰-底物识别"三级调控模式，也为其他E3连接酶的功能研究提供了范式参考。