《Theriogenology》:USP8 Promotes Ferroptosis-Associated Senescence-Like Phenotype in Chicken Ovarian Follicular Granulosa Cells via
ACSL4
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•USP8通过稳定ACSL4促进鸡卵泡颗粒细胞的铁死亡。•USP8诱导的铁死亡与颗粒细胞的衰老样表型相关。•USP8–ACSL4–铁死亡–衰老样表型轴可能是维持颗粒细胞功能的潜在靶点。引言蛋鸡的繁殖性能是家禽业经济效益的关键决定因素,因为它直接反映了卵巢功能的完整性[1]。在
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USP8通过稳定ACSL4促进鸡卵泡颗粒细胞的铁死亡。
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USP8诱导的铁死亡与颗粒细胞的衰老样表型相关。
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USP8–ACSL4–铁死亡–衰老样表型轴可能是维持颗粒细胞功能的潜在靶点。
引言
蛋鸡的繁殖性能是家禽业经济效益的关键决定因素,因为它直接反映了卵巢功能的完整性[1]。在卵巢中,卵泡向排卵方向发展或发生闭锁,在很大程度上取决于颗粒细胞的存活能力[2]。这些细胞在支持类固醇激素合成、卵母细胞发育以及对促性腺激素的响应方面发挥着至关重要的作用[3]。因此,颗粒细胞存活的破坏很容易导致卵泡闭锁和产蛋量下降。多种受调控的细胞死亡途径已被证实与鸡的卵泡闭锁有关[4]。凋亡被广泛认为是闭锁过程中导致颗粒细胞丢失的主要机制,涉及caspases和Bcl-2家族蛋白[5]。持续激活的自噬诱导II型程序性细胞死亡,这一现象已在营养缺乏和氧化应激条件下的鸡卵泡中得到验证[6]。
铁死亡是一种铁依赖性、由脂质过氧化和GPX4失活驱动的非凋亡性受调控细胞死亡形式[7],近年来在生殖生物学领域引起了广泛关注。尽管铁死亡在哺乳动物卵巢疾病(如卵巢早衰[7])中的作用已得到充分证实,但在鸟类物种中是否存在类似机制仍有待明确,尤其是在鸡卵泡发育和闭锁方面。虽然哺乳动物研究提供了有价值的线索,但在将其直接外推至鸟类生理学时应谨慎。值得注意的是,鸡卵巢在卵泡生长和退行过程中经历了铁稳态的动态变化。从退化卵泡中释放的铁可能为邻近的颗粒细胞建立促铁死亡的微环境[8]。闭锁鸡卵泡中ACSL4表达和丙二醛水平升高的初步研究结果进一步支持了这一可能性[9]。因此,研究鸡颗粒细胞中的铁死亡可能为卵泡选择和闭锁的调控提供见解,并可能为未来探索提供潜在靶点。
USP8是一种去泛素化酶,主要通过切割底物蛋白上的泛素链来抑制其蛋白酶体降解,从而稳定多种信号通路[10]。最近的研究表明,USP8可以通过靶向该通路中的多个关键蛋白来影响铁死亡。Li等人报告称,USP8通过去泛素化和稳定GPX4来对抗铁死亡。当USP8被抑制时,细胞对铁死亡的敏感性增加,肿瘤生长受到抑制,抗PD-1免疫疗法得到增强[11]。Tang等人揭示,USP8通过去泛素化OGT来增强SLC7A11介导的半胱氨酸摄取,而USP8的抑制则诱导铁死亡并抑制肝细胞癌[12]。Qv等人证明USP8通过去泛素化和稳定CDH3来促进肺腺癌进展并抑制铁死亡[13]。总体而言,这些研究提示USP8在铁死亡中具有调控作用,但其在生殖生物学中的参与尚属空白。
在本研究中,我们证明USP8参与鸡卵巢颗粒细胞的脂质代谢和氧化还原稳态。此外,USP8通过ACSL4的去泛素化促进这些细胞中的铁死亡,进而导致卵泡退化和繁殖性能下降。
章节摘要
实验动物
本研究经贵州医科大学动物护理和使用委员会批准(批准号:Z-2024-0307)。所有实验均使用300日龄的罗曼蛋鸡进行,购自四川农业大学(中国雅安)。动物饲养和管理遵循《农业研究中使用农业动物的护理和使用指南》,所有实验程序均符合相关的国家及机构伦理法规。
USP8对鸡卵泡颗粒细胞铁死亡的影响
为了确定USP8是否参与颗粒细胞的铁死亡,我们使用siRNA进行了USP8的靶向沉默。qPCR分析表明,USP8 siRNA转染使内源性USP8 mRNA表达降低了73%(图1A)。CCK-8检测显示,USP8的敲低显著提高了鸡 follicular颗粒细胞的活力(图1B)。ELISA进一步证明,USP8沉默显著增强了GSH水平并抑制了MDA的积累(图1C和
讨论
卵泡发育和闭锁是蛋鸡繁殖性能的关键决定因素,直接影响家禽生产的经济可持续性。颗粒细胞的存活和功能完整性对卵泡命运起关键控制作用,因为这些细胞为卵母细胞成熟和类固醇合成提供必要的支持[15]。因此,颗粒细胞的死亡是引发卵泡闭锁及随后产蛋量下降的主要触发因素[16]。在本研究中
结论
综上所述,我们鉴定出USP8是鸡颗粒细胞中通过调控ACSL4的泛素化和蛋白酶体稳定性来正性调控铁死亡的调节因子。USP8驱动的铁死亡与衰老样表型相关,揭示了USP8-ACSL4-铁死亡-衰老轴,该轴促成了卵泡闭锁和卵巢衰老。这些发现揭示了鸡繁殖中的新型调控机制,并提示USP8和ACSL4可作为进一步研究的潜在候选靶点
CRediT作者贡献声明
韩顺顺:项目主管、经费获取、数据整理、概念构思。张海珍:项目主管、方法学、调查。朱云:初稿撰写、经费获取、数据整理、概念构思。任鹏:资源、项目主管、方法学、调查。张阿伟:论文审校与编辑、方法学、经费获取。吴俊杰:软件、资源、调查、数据整理
致谢
本研究获得中国国家自然科学基金贵州省(编号:黔科合基础ZK-[2024]通107)、贵州医科大学高层次人才科研启动基金(编号:校博合基-2023-033)、贵州省基础研究计划(自然科学)(编号:黔科合基础-[2024]青年236,编号:黔科合基础-QN[2026]003-36)、四川科技计划项目(2026NSFSC0087)的资助。
朱云|韩顺顺|张海珍|吴俊杰|任鹏|张阿伟