RelA依赖于甲基化的泛素化对NF-κB功能及固有免疫反应的负调控作用

基本信息
批准号:31570770
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:杨晓东
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:叶薇怡,冯昫皎,王群,刘红志
关键词:
固有免疫甲基化翻译后修饰NFkB泛素化
结项摘要

NF-κB is a family of transcription factors that play critical roles in regulating inflammatory and immune responses, cell survival, and tumorigenesis. Deregulation of NF-κB signaling pathway has been implicated in many diseases such as inflammatory diseases and cancer. Mechanisms regulating NF-κB activation, particularly negative mechanisms, are incompletely understood at the present time. Recently, we have demonstrated for the first time that NF-κB is down-regulated by methylation, and that methylatransferase Set9-mediated methylation of the RelA subunit causes ubiquitination and degradation of RelA, establishing methylation-ubiquitination-degradation as a previously uncharacterized cascade for negative regulation of NF-κB. However the molecular mechanism underlying the methylation-dependent ubiquitination remains elusive. We hypothesize that a methylation-dependent ubiquitin ligase E3 mediates this process. In a biochemical screen we have discovered a multi-subunit E3 (ECS-WSB1) that can specifically recognize methylated RelA and promote its ubiquitination. Based on these preliminary findings, we propose to study how this E3 ubiqitinates RelA in a methylation-dependent manner and how it plays a role in regulating NF-κB action at the molecular and cellular level. Furthermore, we will generate knockout of this E3 in THP1 macrophage cells by using the newly developed CRISPR/CAS9 technique and explore the regulatory role of this E3 in the innate immune response of macrophage cells. This study may provide new therapeutic strategies and targets for the prevention and treatment of inflammatory diseases and cancer.

NF-κB是一类重要转录因子,调节炎症、免疫反应、细胞存活和肿瘤发生。NF-κB信号通路失调会造成炎症和肿瘤等多种疾病。目前对NF-κB调控机制,尤其是负调控机制认识尚不全面。申请人最近的工作首次发现NF-κB受甲基化负调控,甲基转移酶Set9介导的RelA亚基的甲基化会引发RelA泛素化和降解,揭示了“甲基化-泛素化-蛋白降解”这一新的NF-κB负调控路径,但甲基化引起泛素化的机制还不清楚。我们推测一个甲基化依赖的泛素连接酶E3介导这一过程。本研究通过体外筛选初步发现了一个多亚基E3(ECS-WSB1)能特异性识别并泛素化甲基化的RelA。在此基础上,我们拟在分子和细胞水平上研究该E3识别甲基化RelA并介导其泛素化的机制及它对NF-κB功能的调节作用;还将用CRISPR技术在巨噬细胞中敲除该E3,分析它对巨噬细胞固有免疫应答的调节作用,期望为炎症和肿瘤等疾病的防治提供新策略和新靶点。

项目摘要

核转录因子NF-κB是一类重要转录因子,它通过控制基因表达在机体免疫功能、炎症反应、细胞凋亡和肿瘤发生中发挥至关重要的调控作用。NF-κB的过度或持续激活会造成各种疾病,如关节炎、败血性休克和肿瘤等。因此全面理解NF-κB的调控机制尤其是负调控机制非常重要。申请人前期的工作首次发现NF-κB受甲基化负调控,甲基转移酶Set9介导的RelA亚基的甲基化会引发RelA泛素化和降解,造成NF-κB的转录功能被抑制,但引起甲基化RelA的泛素化和降解的泛素连接酶E3及其作用机制完全不清楚。本研究通过体外筛选发现WSB1能特异性识别并泛素化甲基化的RelA。进一步分析发现WSB1介导RelA发生K48连接的泛素化,质谱鉴定发现了潜在的两个泛素化位点,并证实该位点对RelA泛素化和功能的重要性。分子机制研究表明,WSB1通过其WD40结构域结合甲基化的RelA,缺失该结构域导致WSB1 泛素化RelA的能力显著降低。在研究WSB1生理功能时,发现缺失WSB1对THP1巨噬细胞的固有免疫反应并无明显影响,但是在低氧胁迫的肝癌细胞中WSB1被大量诱导表达; RNAseq结果显示敲低WSB1增强了多个趋化因子基因的表达。ChIP分析提示低氧条件下WSB1结合到趋化因子基因的启动子上调节RelA的水平,抑制依赖于NF-κB的趋化因子的表达。这一研究发现了一个新的调控RelA功能的E3连接酶,阐明了其泛素化甲基化RelA的分子机制,揭示了其特异性调控肝癌细胞趋化因子表达的生理功能,提供了对 NF-κB负调控机制的新认识,为炎症和相关肿瘤等治疗提供了潜在的新靶点和新策略。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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