《Cell Death & Disease》:TRIP13 promotes the expansion and immunosuppression of CD4+Foxp3+ regulatory T cells by sustaining HAT1 stability
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本研究针对TNF-TNFR2信号通路如何调控调节性T细胞(Treg)扩增的机制不明确问题,揭示了TRIP13通过直接结合HAT1并竞争性抑制UBE4A介导的K48/K29连接多聚泛素化降解,从而稳定HAT1蛋白表达,促进Foxp3+Treg增殖并缓解小鼠结肠炎。该发现为自身免疫性疾病和炎症性疾病提供了靶向TRIP13/HAT1轴的治疗新策略。
免疫系统如同一支精密调控的军队,其中调节性T细胞(Regulatory T cells, Treg)扮演着“和平使者”的角色,通过抑制过度免疫反应维持机体稳态。肿瘤坏死因子(TNF)与其受体TNFR2的结合可强力激活并扩增Treg,但这一过程背后的分子机制始终是未解之谜。近年来,靶向Treg已成为治疗癌症、自身免疫病等重大疾病的热点方向,深入解析TNF-TNFR2通路如何驱动Treg增殖具有重要临床意义。
为揭示这一机制,南通大学何天珍团队在《Cell Death and Disease》发表研究,通过RNA测序技术对比TNFR2+与TNFR2缺陷型Treg的基因表达谱,发现甲状腺激素受体相互作用蛋白13(TRIP13)是TNF-TNFR2信号通路的关键下游因子。进一步实验表明,TRIP13通过其ATP酶活性直接结合组蛋白乙酰转移酶1(HAT1),阻断泛素连接酶UBE4A介导的HAT1泛素化降解,从而提升Foxp3表达,促进Treg扩增。在结肠炎小鼠模型中,过表达TRIP13显著缓解炎症反应,而敲低HAT1或TRIP13基因则逆转这一保护效应。该研究首次提出TRIP13/HAT1轴是TNF-TNFR2通路调控Treg稳态的核心环节,为炎症性疾病的免疫治疗提供了新靶点。
关键技术方法
研究采用RNA测序筛选差异表达基因;通过慢病毒转染实现TRIP13、HAT1、UBE4A的过表达或敲低;利用免疫共沉淀(Co-IP)和蛋白质印迹(Western blot)验证蛋白相互作用与泛素化修饰;构建Treg特异性TRIP13条件性敲除(cKO)小鼠及T细胞转移性结肠炎模型,结合流式细胞术分析Treg比例与功能;使用ATP酶抑制剂寡霉素(oligomycin)和蛋白酶体抑制剂MG-132探究蛋白稳定性机制。人源Treg实验使用健康捐赠者外周血分离的CD4+CD25+T细胞。
研究结果
1. TRIP13是TNF-TNFR2通路介导Treg扩增的关键因子
RNA测序显示TNFR2+Treg中TRIP13表达升高约5倍。体外实验证实TNF通过TNFR2上调TRIP13表达,过表达TRIP13可促进Treg增殖,而敲低TRIP13则抑制TNF或TNFR2激动剂诱导的Treg扩增,且对效应T细胞(Teff)无影响。
2. TNFR2-TRIP13轴在炎症环境中驱动Treg体内扩增
在TNBS诱导的小鼠结肠炎模型中,腹腔注射TRIP13过表达慢病毒使结肠Treg比例增加17.4%,数量翻倍,并上调增殖标志Ki-67。而TRIP13敲低或Tnfr2基因敲除(KO)小鼠中Treg扩增效应被取消。Treg特异性TRIP13 cKO小鼠结肠炎加重,且Treg免疫抑制功能下降。
3. TRIP13-HAT1相互作用稳定HAT1蛋白并促进Treg增殖
Co-IP与质谱分析鉴定HAT1为TRIP13结合蛋白。TRIP13过表达延长HAT1蛋白半衰期,抑制UBE4A介导的K48/K29连接泛素化降解。在体内,HAT1过表达逆转TRIP13敲低导致的Treg减少,并恢复Treg关键功能分子CTLA-4和GITR的表达。
4. UBE4A通过泛素化降解HAT1抑制Treg稳态
UBE4A作为E3泛素连接酶促进HAT1的K23和K33位点泛素化降解。过表达UBE4A抵消HAT1对Treg的扩增作用,而突变HAT1的K23R/K33R可抵抗UBE4A介导的降解。
5. TRIP13依赖ATP酶活性竞争性抑制UBE4A-HAT1相互作用
TRIP13与UBE4A结合HAT1的区域重叠,过表达TRIP13可阻断UBE4A对HAT1的降解。ATP酶抑制剂寡霉素削弱TRIP13-HAT1结合,表明TRIP13的ATP水解活性是维持该互作的关键。
6. TRIP13-HAT1轴在T细胞转移模型中介导结肠炎保护作用
在Rag1-/-小鼠中共同移植天然Treg与Teff后,TRIP13过表达使结肠Treg比例提升7.5倍,并显著缓解结肠炎症病理指标,该效应可被HAT1敲低逆转。相反,移植TRIP13缺陷型Treg时,HAT1过表达无法抑制结肠炎。
结论与意义
本研究首次阐明TRIP13-HAT1分子轴在TNF-TNFR2信号通路中的核心地位:TRIP13通过ATP酶依赖性结合HAT1,竞争性阻断UBE4A介导的泛素化降解,从而稳定HAT1蛋白并促进Foxp3+Treg扩增与免疫抑制功能。在炎症环境中,该通路对维持Treg稳态至关重要。研究不仅深化了对Treg调控机制的认知,更为自身免疫病、器官移植排斥等T细胞介导的炎症性疾病提供了靶向TRIP13/HAT1的治疗新思路。未来需进一步探索TRIP13激动剂的设计及组织特异性递送策略,以最大化治疗潜力并减少脱靶效应。