UFD1s微蛋白通过调控泛素化修饰在抗应激反应中的关键作用及治疗NASH的潜在价值

本研究揭示了哺乳动物保守的应激响应mRNA异构体UFD1s编码的微蛋白通过竞争性结合E3泛素连接酶MARCH7，降低UFD1全长蛋白(UFD1f)的K63-连接泛素化水平，进而调控IPMK的K48/K11泛素化平衡，促进自噬和脂肪酸氧化。该发现为代谢紊乱和NASH治疗提供了新靶点，证实UFD1s编码的circRNA和质粒具有显著治疗效果。

　　

细胞应对内外环境压力时，会启动一系列保守的防御机制，包括代谢重编程和应激响应mRNA异构体(SR-mRNAisos)的产生。其中XBP1s作为经典的应激响应异构体已被广泛研究，但其他具有重要调控功能的SR-mRNAisos仍待发掘。同时，蛋白质泛素化修饰的动态调控是应激反应的核心特征，尤其是K48-连接泛素化介导的蛋白降解研究较多，而K63/K11等非经典泛素化链的功能机制尚不明确。在疾病方面，非酒精性脂肪性肝炎(NASH)作为代谢紊乱的终末阶段，其发生发展与氧化应激密切相关，但目前仍缺乏有效治疗手段。

中国科学技术大学的研究人员通过rRNA去除的RNA测序技术，在人类HEK293T和小鼠N2a细胞中鉴定出哺乳动物保守的应激响应异构体UFD1s。研究发现UFD1s编码一个具有抗应激功能的微蛋白，能通过竞争性结合E3泛素连接酶MARCH7，降低UFD1f的K63-连接泛素化水平，进而调控肌醇多磷酸多激酶(IPMK)的K48/K11泛素化平衡。这一调控网络最终促进自噬和脂肪酸氧化，在代谢稳态维持和NASH治疗中展现出重要价值，相关成果发表在《Nature Communications》。

关键技术方法包括：(1)rRNA去除的RNA测序鉴定应激响应异构体；(2)CRISPR/Cas9构建UFD1s缺陷型细胞和小鼠模型；(3)泛素化修饰组学分析；(4)免疫共沉淀结合质谱鉴定互作蛋白；(5)circRNA体内递送治疗NASH。

UFD1s是哺乳动物保守的应激响应UFD1 mRNA异构体
通过比较葡萄糖剥夺(GD)和毒胡萝卜素(TG)处理的细胞转录组，研究人员发现UFD1s是与XBP1s并列保守性最高的SR-mRNAiso。不同于XBP1s的非常规剪接，UFD1s由AQR和U2AF65介导的可变剪接产生，其编码的50-58aa微蛋白在应激条件下显著上调。

UFD1s蛋白具有抗应激效应
UFD1s缺陷导致细胞活性氧(ROS)积累和ATP水平下降，线粒体呼吸功能受损；而过表达UFD1s可逆转这些表型。RNA-seq分析显示UFD1s主要调控自噬和脂代谢相关基因，电镜观察证实其促进自噬小体形成。

UFD1s调控UFD1f的K63-连接泛素化
免疫共沉淀质谱(IP-MS)发现MARCH7是UFD1s和UFD1f的共同作用蛋白。UFD1s通过竞争性结合MARCH7，抑制其对UFD1f K240/K280位点的K63-泛素化修饰，从而维持泛素化稳态。

UFD1s通过IPMK调控代谢通路
泛素修饰组学显示IPMK是UFD1s最显著调控的靶标。UFD1s缺陷导致IPMK的K11-泛素化增加（稳定蛋白）和K48-泛素化减少，激活AMPK-PPARα/PGC-1α通路，最终促进脂肪酸氧化和自噬。

Ufd1s缺陷加速NASH进展
构建的Ufd1s^-/-小鼠表现出代谢异常和肝脏脂质堆积。在蛋氨酸-胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的NASH模型中，缺陷小鼠出现更严重的脂肪变性和纤维化。临床样本验证NASH患者肝脏UFD1s表达降低。

治疗应用前景
通过质粒pLIVE-Ufd1s或circUfd1s的肝脏靶向递送，能显著改善NASH小鼠的脂代谢异常和炎症反应，为临床治疗提供了新策略。

该研究首次揭示了UFD1s作为"动物干扰小肽"调控泛素化网络的新机制，阐明了K63/K11泛素化在应激响应中的生物学意义，并为代谢性疾病治疗提供了新型候选药物。与促NASH的XBP1不同，UFD1s展现出显著的治疗潜力，其circRNA递送策略更具临床转化价值。研究建立的"可变剪接-微蛋白-泛素化-代谢调控"轴为理解细胞应激机制提供了全新视角。