《European Journal of Pharmacology》:C-terminus of HSC70-Interacting Protein-Mediated Transforming Growth Factor-β 1 Protein Degradation Underlies the Anti-fibrotic Effects of Verbascoside in Pulmonary Fibrosis
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•毛蕊花糖苷通过CHIP降解TGF-β1蛋白。•CHIP介导毛蕊花糖苷的抗纤维化作用。•一种治疗肺纤维化的新机制。引言肺纤维化(PF)是一种进展性且危及生命的间质性肺病,其特征是过多的细胞外基质(ECM)积聚,导致肺泡破坏和呼吸衰竭。尽管近年来在治疗方面取得了进展,但五年生存
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毛蕊花糖苷通过CHIP降解TGF-β1蛋白。
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CHIP介导毛蕊花糖苷的抗纤维化作用。
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一种治疗肺纤维化的新机制。
引言
肺纤维化(PF)是一种进展性且危及生命的间质性肺病,其特征是过多的细胞外基质(ECM)积聚,导致肺泡破坏和呼吸衰竭。尽管近年来在治疗方面取得了进展,但五年生存率仍约为20%,凸显了对更有效治疗的迫切需求(Barratt等,2018;Heukels等,2019)。
博来霉素(BLM)是一种化疗药物,会通过产生过多的活性氧(ROS)和激活促纤维化通路等剂量限制性副作用诱导肺纤维化(Della Latta等,2015a;Ishida等,2023;Kolb等,2020a)。BLM诱导的小鼠模型密切重现了人类PF的关键病理特征,已成为治疗评估的标准临床前平台(Della Latta等,2015b;Moeller等,2008)。
在PF的关键驱动因素中,转化生长因子-β1(TGF-β1)通过促进成纤维细胞激活、肌成纤维细胞分化和ECM产生而发挥核心作用。ROS可直接激活潜伏型TGF-β1,而TGF-β1反过来又可放大ROS的产生,形成一个维持纤维化进展的正反馈环路(Rangarajan等,2017;Samarelli等,2021;Ye和Hu,2021)。因此,限制TGF-β1可用性或活性的策略具有巨大的治疗前景。
毛蕊花糖苷(VBS,又称紫苑糖苷)是一种具有明确抗氧化和抗炎特性的苯丙素类糖苷(Kityania等,2023;Zhao等,2023)。近期研究表明VBS在肺和肝纤维化模型中具有保护作用,但其分子机制尚未完全阐明(Chen等,2022;Salvoza等,2022)。
HSC70相互作用蛋白的C末端(CHIP)是一种E3泛素连接酶,通过将靶蛋白靶向蛋白酶体降解来调控蛋白质质量控制(Zhang等,2011)。重要的是,CHIP介导的泛素化可受蛋白激酶A(PKA)的调控,后者在某些情况下可促进TGF-β蛋白的降解(Shen等,2022)。PKA活性依赖于细胞内cAMP水平,据报道VBS可在体外升高cAMP水平(Bers等,2019;Pennacchio等,1999)。然而,VBS升高cAMP的确切机制尚不清楚,PKA是否直接磷酸化CHIP以增强其活性也有待确定。
在本研究中,我们研究了VBS在BLM诱导的PF中的治疗潜力,并探索了潜在的分子机制。我们检验了如下假设:VBS通过以PKA依赖性方式促进CHIP介导的TGF-β1泛素化和降解来减轻PF。我们的研究结果鉴定了一条新的通路,即VBS增强PKA/CHIP/TGF-β1轴以降低TGF-β1蛋白稳定性,为PF提供了新的治疗策略。
章节片段
试剂和抗体
博来霉素硫酸盐(B8416)和毛蕊花糖苷(V4015,纯度≥98%)购自Sigma-Aldrich(上海,中国)。MG132(S2619)和H89(S1582)购自Selleck Chemicals(上海,中国)。重组人TGF-β1(100-21)购自PeproTech(上海,中国)。针对I型胶原(ab254113)、α-SMA(ab5694)、纤连蛋白(ab268020)和CHIP(ab228742)的一抗购自Abcam(上海,中国);针对TGF-β1(26155-1-AP)的一抗购自Proteintech(上海,中国);
VBS减轻BLM诱导的肺纤维化并在体内外降低TGF-β1蛋白表达
为评估VBS的抗纤维化作用,我们首先建立了一种BLM诱导的肺纤维化小鼠模型。VBS处理显著降低了BLM诱导的羟脯氨酸含量,羟脯氨酸是胶原蛋白沉积的公认生物标志物(图1A)。通过H&E和Masson三色染色进行的组织学检查证实,VBS有效减轻了BLM诱导的肺组织结构破坏和胶原积聚(图1B、C)。此外,VBS降低了
讨论
在本研究中,我们鉴定了毛蕊花糖苷(VBS)减轻肺纤维化的一个先前未被认识的机制:VBS激活cAMP/PKA通路,增强CHIP介导的TGF-β1泛素化,并促进TGF-β1的蛋白酶体降解。该机制在翻译后水平发挥作用,因为VBS在不改变TGF-β1 mRNA表达的情况下降低其蛋白水平。据我们所知,这是第一项在肺纤维化背景下将VBS与CHIP依赖性TGF-β1降解联系起来的研究报告
结论
在本研究中,我们证明毛蕊花糖苷(VBS)通过PKA激活促进CHIP介导的TGF-β1泛素化和降解,从而在博来霉素诱导的肺纤维化中发挥强效抗纤维化作用。VBS处理在体内外显著降低胶原沉积、ROS水平和纤维化标志物表达。在机制上,VBS升高细胞内cAMP水平,激活PKA,增强CHIP与TGF-β1之间的相互作用,并驱动TGF-β1的蛋白酶体
CRediT作者贡献声明
张新悦:撰写——审阅与编辑,形式分析。孙晋珂:撰写——审阅与编辑,验证。徐业秋:撰写——审阅与编辑,形式分析。崔姝岚:撰写——审阅与编辑,形式分析。罗双:撰写——审阅与编辑,验证。李敏:撰写——审阅与编辑,验证。李锦涛:撰写——审阅与编辑,验证。朱雁平:撰写——审阅与编辑,撰写——初稿。姬秀利:撰写——审阅与编辑,形式分析。韩 剑
伦理声明
本研究按照ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究已获山东中医药大学附属医院实验动物伦理委员会批准。(批准号:No.2024-332)
伦理批准与参与同意
所有动物实验均按照美国国立卫生研究院《实验动物护理与使用指南》进行,并获山东中医药大学附属医院实验动物伦理委员会批准(批准号:2024-332)。我们尽最大努力减少动物痛苦并降低动物使用数量。本研究不涉及人类参与者、人类数据或人类组织样本。因此,知情同意
资助
本研究由山东健康与健康领军人才计划(项目编号:2021-1-6)、山东省中医药科学技术发展计划项目(项目编号:2013ZDZK-099)和山东省自然科学基金一般项目(项目编号:ZR2019MH108)资助。
利益冲突声明
? 作者声明他们不存在已知的相互竞争的经济利益或个人关系,这些利益或关系可能影响本论文中报告的工作。
韩剑|卢珊珊|朱雁平|姬秀利|徐业秋|崔姝岚|张新悦|孙晋珂|李敏|李锦涛|罗双