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综述:泛素-蛋白酶体系统在哮喘中的作用机制与治疗前景
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月13日 来源:Clinical Reviews in Allergy & Immunology 11.3
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本综述系统阐释了泛素-蛋白酶体系统(UPS)通过蛋白质翻译后修饰调控哮喘病理进程的机制,重点分析了42个UPS组分与哮喘四大病理特征的关联,揭示了25组E3泛素连接酶-底物对和7组去泛素化酶(DUB)-底物对的调控网络,结合GWAS数据发现9个UPS基因的20个SNP位点与哮喘易感性相关,最终提出24个可成药靶点及PROTACs等新兴治疗策略,为哮喘靶向治疗提供新方向。
泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-Proteasome System, UPS)是真核细胞内重要的蛋白质降解途径,通过泛素化修饰调控蛋白质稳定性与活性。该系统包含E1泛素激活酶、E2泛素结合酶、E3泛素连接酶、去泛素化酶(Deubiquitinating Enzymes, DUBs)以及26S蛋白酶体复合物。在哮喘病理过程中,UPS通过特异性降解关键调控蛋白,参与炎症反应、气道收缩、黏液分泌和组织重构等生物学进程。
本研究共鉴定42个与哮喘相关的UPS核心组分,包括1个E2泛素结合酶、27个E3泛素连接酶、8个DUBs、1个兼具E3与DUB功能的双功能酶,以及5个26S蛋白酶体亚基。这些分子在气道上皮细胞、免疫细胞和气道平滑肌细胞中呈现特异性表达模式,例如E3连接酶Nedd4L通过调控上皮钠离子通道(ENaC)影响气道表面液体平衡,而蛋白酶体亚基PSMB8则参与抗原呈递过程。
研究共发现25对E3连接酶-底物相互作用组合和7对DUB-底物调控组合。典型案例如E3连接酶Smurf2通过降解Smad7蛋白促进TGF-β信号通路导致气道重塑;DUB酶USP17则通过稳定IL-6和MMP9蛋白加剧气道炎症。这些分子对通过精确调控转录因子(如NF-κB)、细胞因子(如IL-4、IL-13)和基质金属蛋白酶(MMPs)的稳定性,影响Th2型免疫反应和上皮间质转化(EMT)过程。
通过全基因组关联分析(GWAS)与文献整合,在9个UPS基因中鉴定出20个与哮喘易感性显著相关的单核苷酸多态性(SNP)位点。其中E3连接酶基因PARK2的rs4703569位点与儿童哮喘发病风险相关,而DUB基因USP38的rs11008324位点则与哮喘严重程度呈正相关。这些遗传变异可能通过改变酶活性或底物结合能力影响UPS功能。
研究筛选出24个具有成药潜力的UPS靶点,包括E3连接酶Cbl-b、DUB酶UCHL1等。目前已发现24种UPS相关化合物,其中10种(如蛋白酶体抑制剂硼替佐米)已证实具有抗哮喘作用,另有14种化合物展现潜在治疗价值。新兴技术如蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)可特异性降解疾病相关蛋白,而纳米疫苗技术则能通过调控UPS增强抗原呈递效率。这些策略为开发哮喘精准治疗方案提供新思路。
尽管UPS在哮喘中的作用机制研究取得显著进展,但仍面临组织特异性调控机制不明、泛素化位点验证困难等挑战。未来研究需结合单细胞测序、蛋白质组学和基因编辑技术,深入解析UPS组分在哮喘不同亚型中的动态变化,推动靶向UPS的个体化治疗策略临床转化。
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