ACSS2经Ser659位点磷酸化核转位激活自噬对脑缺血再灌注损伤的神经保护作用

《Scientific Reports》：ACSS2 phosphorylation at Ser659 attenuates neuronal apoptosis induced by cerebral ischemia-reperfusion by initiating autophagy

　　

摘要

乙酰辅酶A合酶2（ACSS2）作为调控乙酰辅酶A合成的关键酶，已被证实参与多种代谢和表观遗传调控过程。然而，ACSS2在脑缺血再灌注（CI/R）损伤中的具体作用机制尚未完全阐明。本研究在C57BL/6小鼠中建立大脑中动脉闭塞（MCAO）模型，并采用氧糖剥夺/复氧（OGD/R）方法建立体外模型。分别通过RT-qPCR和Western blot检测ACSS2 mRNA和蛋白的动态表达变化，通过免疫荧光染色和Western blot分析ACSS2的亚细胞定位。利用TTC染色和TUNEL/NeuN双免疫荧光分别评估脑梗死体积和神经元凋亡情况。为探究ACSS2及其Ser659位点磷酸化的生物学功能，我们采用ACSS2抑制剂AD-8007和AMPK抑制剂Compound C进行药物干预，并分别过表达野生型ACSS2（ACSS2-WT）及其Ser659位点磷酸化缺陷突变体（ACSS2-Mut）。在MCAO模型中，CI/R损伤显著上调ACSS2表达并诱导ACSS2在Ser659位点发生强烈磷酸化。亚细胞定位分析显示，缺血应激驱动ACSS2总蛋白及p-ACSS2向细胞核显著转位。通过AD-8007药理学抑制ACSS2活性，或采用Compound C阻断Ser659位点磷酸化，均明显抑制I/R诱导的自噬，伴随LC3-II转化受损及p62降解受抑。这种抑制作用进一步加剧了神经元凋亡并扩大了脑梗死体积。与体内结果一致，体外神经元在OGD/R刺激下，ACSS2的Ser659位点磷酸化和核转位迅速升高，并增强细胞核内乙酰辅酶A的产生，随后增加LC3B启动子区域的H3K27乙酰化水平。功能验证表明，ACSS2-WT在OGD/R条件下能有效激活自噬并缓解神经元凋亡，而ACSS2-Mut则丧失了此种保护能力。此外，Compound C给药消除了OGD/R诱导的ACSS2磷酸化和核转位，从而抑制自噬激活并加重神经元损伤。ACSS2通过Ser659位点磷酸化及随后的核转位，激活自噬相关基因表达，从而对脑缺血发挥神经保护作用。相反，阻断ACSS2活性或其磷酸化则会削弱保护性自噬并加剧缺血性脑损伤。因此，ACSS2的Ser659位点磷酸化对于调节缺血神经元中的自噬活性至关重要，靶向ACSS2可能为缺血性脑损伤提供一种有前景的治疗策略。