《Frontiers in Neural Circuits》：New mechanistic insight into SARM1 activation: TRIM32-mediated ubiquitination is a key lever that actuates SARM1’s catalytic action, leading to axon degeneration and cell death
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含无菌α和TIR基序蛋白1（SARM1）是一种切割烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的酶，并通过轴突变性与细胞死亡破坏神经环路发挥作用。SARM1由烟酰胺单核苷酸（NMN）/NAD+比值变化及多种翻译后修饰激活，但其完整调控机制仍不清楚。研究人员报道三联基序蛋白
含无菌α和TIR基序蛋白1（SARM1）是一种切割烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的酶，并通过轴突变性与细胞死亡破坏神经环路发挥作用。SARM1由烟酰胺单核苷酸（NMN）/NAD+比值变化及多种翻译后修饰激活，但其完整调控机制仍不清楚。研究人员报道三联基序蛋白32（TRIM32）通过抗癌药物处理触发的特异性泛素化激活SARM1。TRIM32促进ARM自抑制结构域内Lys173和Lys375位点的Lys27连接泛素链附着，该泛素化增强SARM1的NAD+切割催化活性并提升其诱导神经突退变与细胞死亡的能力。缺乏酶活性RING结构域的TRIM32突变体无法促进SARM1泛素化，降低TRIM32水平亦减少SARM1泛素化。此外，已知SARM1负调控因子泛素特异性肽酶13（USP13）可使SARM1去泛素化。这些发现表明TRIM32通过其针对SARM1的泛素化，是轴突变性与细胞死亡的关键调控因子。
研究背景与立项依据
含无菌α和TIR基序蛋白1（SARM1，sterile alpha and TIR motif-containing protein 1）是神经系统中驱动轴突变性及细胞死亡的核心催化酶，其通过切割烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）破坏能量代谢与神经环路完整性，在阿尔茨海默病、化疗诱导周围神经病变（CIPN）等神经疾病及神经创伤中扮演病理角色。已有研究提示SARM1活性受NMN/NAD+比值、双链DNA结合、Caspase-3剪切ARM结构域、c-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化Ser548等机制调控；同时泛素特异性肽酶13（USP13）被报道可去泛素化SARM1并抑制其激活，暗示泛素化正向调控的存在，但负责SARM1泛素化的E3连接酶及其精确修饰位点长期未明。该论文发表于《Frontiers in Neural Circuits》，旨在鉴定SARM1的上游E3泛素连接酶、解析修饰类型与位点，并嵌入已有磷酸化与去泛素化调控网络，从而补全SARM1翻译后修饰激活图谱。
主要关键技术方法
研究人员采用HEK293T与SH-SY5Y细胞系，以及来源于健康36岁女性供体201B7诱导多能干细胞（iPSC）衍生的神经干细胞（NSC）与分化神经元；通过质粒过表达野生型及结构域缺失/点突变体（SARM1、TRIM32、USP13、JNK1、泛素变体），结合小干扰RNA敲低TRIM32，利用抗FLAG/Myc/SARM1免疫沉淀偶联Western blot定量泛素化水平，以NAD/NADH-Glo与CellTiter-Glo评估NAD+耗竭与存活率，并以NF-L与β3-tubulin免疫荧光定量神经突完整性，在分子、细胞与iPSC神经元三层系统验证机制。
研究结果
3.1 抗癌药物处理增强SARM1泛素化
在HEK293T过表达SARM1-FLAG与HA-泛素体系中，长春新碱（VCR）与紫杉醇（PTX）呈剂量与时间依赖（峰值24小时）诱导SARM1泛素化；SH-SY5Y内源SARM1经VCR处理同样呈现多聚泛素化，确立抗癌药应激下泛素化为SARM1激活伴随事件。
3.2 SARM1与E3泛素连接酶TRIM32相互作用
免疫共沉淀证实SARM1-FLAG募集外源及内源TRIM32；荧光定位显示共过表达时TRIM32由胞质弥散转为与线粒体上SARM1共定位。结构域映射表明TRIM32的B-box结构域介导互作，而SARM1的TIR结构域非必需，互作界面位于ARM/SAM侧。
3.3 TRIM32通过泛素化激活SARM1
过表达TRIM32-WT增强SARM1泛素化、放大NAD+下降与细胞毒性，ΔRING突变体丧失该功能；siRNA敲低TRIM32则降低泛素化并缓解SARM1过表达所致的NAD+耗竭与死亡。在SH-SY5Y中，TRIM32-WT增敏Vacor（拟NMN神经毒素）损伤，ΔRING无此效，敲低TRIM32具保护作用，且NAD+前体烟酰胺核糖（NR）可挽救存活，证明该通路NAD+依赖性。
3.4 TRIM32以Lys27连接链修饰SARM1的Lys173与Lys375
泛素变体筛选显示K27R突变阻断TRIM32介导修饰，定为Lys27连接链；候选赖氨酸突变中K173R与K375R单独部分减弱、双突变（2KR）显著消除泛素化，且2KR不被TRIM32激活，两位点位于ARM自抑制区。
3.5 SARM1翻译后修饰的层级调控
TRIM32泛素化不依赖Ser548但促进其磷酸化（抗p-S548检测）；2KR突变消除基础及JNK1诱导的Ser548磷酸化，提示泛素化先于磷酸化并为其提供构象许可。USP13-WT而非催化死突变C345A可去除SARM1泛素链，并逆转TRIM32附加的修饰，证明TRIM32/USP13在同位点反向调控，随后衔接JNK磷酸化激活。
3.6 TRIM32促进神经突变性与细胞死亡
iPSC-NSC稳定株分化为神经元后，TRIM32-WT基线增加死亡，VCR（50 nM，18小时）下加剧NF-L与β3-tubulin阳性神经突断裂；ΔRING无效应，印证体内相关模型中TRIM32依赖SARM1泛素化损害神经元存活。
讨论与结论翻译
研究人员鉴定TRIM32为SARM1的E3泛素连接酶，阐明“TRIM32-Lys27泛素化（K173/K375）→ARM自抑制解除→JNK1磷酸化Ser548→USP13去泛素化拮抗”的级联。该修饰非降解性，而是变构激活，与TRIM32对STING的非降解性K27泛素化逻辑相似。SARM1激活现知受NMN/NAD+比值、DNA、Caspase-3剪切、SIRT3去乙酰化、JNK磷酸化及TRIM32/USP13泛素化共同编排。结论指出：TRIM32是抗癌药等应激下驱动SARM1打开与神经退化的重要开关，靶向TRIM32–SARM1泛素界面有望与SARM1小分子抑制剂、植物源SARM1抑制剂（如鼠尾草卡诺醇）并列，为CIPN及神经退行病提供新预防与治疗策略；体内神经炎性与轴突变性贡献需在后续动物模型中甄别。
