USP50通过调控NLRP3去泛素化抑制巨噬细胞焦亡缓解脓毒症急性肺损伤的机制研究

本研究针对脓毒症急性肺损伤（ALI）中巨噬细胞过度焦亡的调控机制展开探索，发现去泛素化酶USP50通过稳定NLRP3蛋白加剧炎症反应。研究人员通过临床样本分析、细胞模型（LPS刺激的THP-1巨噬细胞）和动物模型（CLP诱导的脓毒症小鼠），结合泛素化修饰分析技术，证实抑制USP50可促进NLRP3的K48连接泛素化降解，从而减轻肺组织损伤。该研究为脓毒症ALI提供了新的治疗靶点，发表于《Scientific Reports》。

　　

脓毒症作为感染引发的全身炎症反应综合征，其导致的急性肺损伤（ALI）死亡率高达30%，但现有治疗手段仍局限在抗生素和器官支持疗法。巨噬细胞焦亡（pyroptosis）释放的IL-1β和IL-18等炎症因子是推动ALI进展的关键环节，然而调控这一过程的分子机制尚未明确。龙游县人民医院神经内科联合杭州中医药大学附属杭州中医院急诊医学部的研究团队发现，泛素-蛋白酶体系统中的去泛素化酶USP50可能通过表观遗传修饰参与这一病理过程，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用临床队列（48例脓毒症ARDS患者vs 35例健康对照）、细胞模型（PMA分化的THP-1巨噬细胞+LPS刺激）和动物模型（CLP手术诱导的小鼠脓毒症），主要运用qPCR检测基因表达、免疫印迹分析蛋白水平、免疫共沉淀验证蛋白互作、流式细胞术定量焦亡率、ELISA测定细胞因子浓度等技术。

USP50在脓毒症ARDS患者和CLP小鼠中高表达
qPCR检测显示患者血液和小鼠肺组织中USP50表达显著上调，且高表达患者28天生存率更低（图1A-B）。多因素回归证实USP50是脓毒症ARDS的独立风险因子（OR=948.2），ROC曲线显示其诊断AUC达0.92（图1C）。

USP50敲减抑制巨噬细胞焦亡
通过siRNA干扰USP50后，LPS刺激的巨噬细胞焦亡率下降（图2B-C），炎症因子IL-1β/IL-18释放减少（图2D-E），同时焦亡相关蛋白（NLRP3、GSDMD-N、cleaved caspase-1）表达降低（图2F）。

USP50通过K48连接去泛素化稳定NLRP3
免疫共沉淀证实USP50与NLRP3直接结合（图3C）。当泛素K48位点突变时，USP50无法抑制NLRP3泛素化（图3F）。蛋白稳定性实验显示USP50敲减缩短NLRP3半衰期（图3G），而过表达NLRP3可逆转USP50敲减的抗焦亡作用（图4）。

USP50沉默减轻CLP小鼠肺损伤
小鼠模型证实LV-shUSP50处理降低肺湿/干重比（图5C），改善肺泡结构（图5B），并下调肺组织中NLRP3、cleaved caspase-1等焦亡标志蛋白（图5F）。

该研究首次揭示USP50-NLRP3轴在脓毒症ALI中的调控作用：USP50通过去除NLRP3的K48连接泛素链阻止其蛋白酶体降解，从而维持NLRP3炎症小体活性并促进巨噬细胞焦亡。这一发现不仅完善了脓毒症中泛素化修饰调控炎症反应的分子机制，也为开发靶向USP50的小分子抑制剂提供了理论依据。值得注意的是，USP50对ASC和NLRP3的双重调控提示其在炎症网络中可能具有更广泛的功能，这为探索多靶点干预策略开辟了新方向。