2024年12月11日,浙江大学丁佩惠与王慧明研究团队在《Autophagy》(IF=146)期刊上发表了题为“USP4缺失驱动的RAB7A泛素化损害自噬体-溶酶体融合并加重牙周炎”的研究论文。研究者通过对临床牙龈样本进行转录组学和组织学分析,发现自噬过程中的关键蛋白RAB7A(小分子GTP酶)在牙周炎患者的牙龈组织中表达显著下调。进一步的探讨显示,RAB7A通过泛素化修饰调控自噬体与溶酶体的融合,进而影响炎症因子IL-1B的释放。去泛素化酶USP4在RAB7A的泛素化修饰中发挥了至关重要的调控作用。
本研究表明,USP4的缺失促使RAB7A的泛素化,妨碍了正常的溶酶体运输及自噬体-溶酶体融合过程,显著加剧了牙周炎的进展。特别值得注意的是,研究中使用了汉恒生物提供的USP4 siRNA,在THP-1细胞中成功敲低了USP4基因的表达。
以下是研究的具体内容:
1. 牙周炎患者牙龈中RAB7A表达降低,自噬水平受损
早期研究已表明RAB7A在骨关节炎及非酒精性脂肪肝等炎症性疾病中表达降低。因此,研究者检测了正常与牙周炎患者牙龈组织中RAB7A的表达情况,发现在牙周炎患者的牙龈组织中RAB7A表达显著低于正常牙龈组织。此外,研究还通过WB检测了自噬相关指标SQSTM1和LC3(LC3-I、LC3-II)的表达情况,结果显示与正常牙龈组织相比,牙周炎患者牙龈中LC3-II和SQSTM1表达水平显著升高,表明自噬体与溶酶体的融合及降解过程受阻。
2. RAB7A激动剂ML098促进自噬并抑制牙周炎小鼠的牙槽骨流失
已有研究指出,RAB7A介导的自噬体形成能减轻神经炎症,表明RAB7A表达下调可能导致自噬功能受损,从而促进牙周炎的发展。为此,研究者通过丝线结扎联合普氏牙龈卟啉单胞菌(Pg)感染构建小鼠牙周炎模型,并腹腔注射RAB7A激动剂ML098。microCT结果显示,牙周炎组小鼠牙槽骨流失加剧,而ML098组则显著减轻了这一现象。
3. RAB7A通过阻断巨噬细胞中的自噬体-溶酶体的融合介导自噬受损
在牙龈组织中,巨噬细胞承担着调节免疫反应的重要角色。研究分析显示,牙周炎患者的巨噬细胞中,参与自噬体-溶酶体融合的基因RAB7A和VAMP8表达显著降低,而自噬启动相关基因ULK1则显著升高,表明自噬损伤主要在融合阶段发生。
4. RAB7A活性被抑制后阻断自噬体-溶酶体融合
研究发现,自噬体和溶酶体在核周区域融合形成自噬溶酶体,而Pg刺激导致RAB7A活性降低。研究者发现Pg刺激组中活性GTP-RAB7A与总RAB7A的比例显著下降,这表明Pg刺激抑制了RAB7A的活性,进而影响了自噬体与溶酶体的融合。
5. USP4通过调节RAB7A去泛素化促进自噬体-溶酶体融合
为了进一步探讨Pg刺激中RAB7A活性抑制的机制,研究者发现去泛素化酶USP4与RAB7A的相互作用。USP4的表达在Pg刺激下显著降低,而RAB7A的泛素化水平则显著升高。这一切表明,USP4减少了自噬体-溶酶体的融合,导致IL-1B的释放增加。
6. USP4的减少与牙周炎中IL-1B表达的增强有关
分析健康者与严重牙周炎患者的临床牙龈组织,研究发现牙周炎组中USP4水平显著降低,而IL-1B水平升高。实验结果显示,USP4的表达与IL-1B的表达呈负相关关系,这一发现为探究牙周炎的发病机制提供了新的视角。
综上所述,本研究揭示了人生就是博-尊龙凯时的一个新机制,即USP4功能缺失导致的RAB7A泛素化损害正常的溶酶体转运动力学,从而显著促进牙周炎的进展。这一发现为牙周炎的治疗策略提供了新的方向。