文獻(xiàn)解析
2024年12月11日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院丁佩惠（Pei-hui Ding）副教授研究團(tuán)隊(duì)在Autophagy發(fā)表題為USP4 depletion-driven RAB7A ubiquitylation impairs autophagosome-lysosome fusion and aggravates periodontitis的研究性論文。
本研究聚焦于自噬過程中的關(guān)鍵調(diào)控因子RAB7A（小GTP酶），揭示了其通過泛素化修飾調(diào)控自噬體-溶酶體融合過程，進(jìn)而影響炎癥因子IL-1β釋放的分子機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，去泛素化酶USP4在RAB7A的泛素化修飾中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用，USP4功能缺失可導(dǎo)致RAB7A泛素化異常，破壞自噬穩(wěn)態(tài)，從而加劇牙周炎的病理進(jìn)程。
背景簡介
疾病類型：牙周炎
牙周炎（Periodontitis）是一種常見的口腔慢性炎癥性疾病，是成人牙齒喪失的主要原因之一。近年來的研究表明，牙周炎的發(fā)生不僅與口腔內(nèi)的病原微生物密切相關(guān)，而且與宿主免疫存在復(fù)雜的相互作用。
自噬
自噬（Macroautophagy/autophagy），作為一種重要的細(xì)胞內(nèi)自我降解機(jī)制，具有調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的功能。然而，自噬就像一把雙刃劍，在維持牙周穩(wěn)態(tài)中起到雙重作用，其與牙周炎發(fā)病機(jī)制之間的具體相互關(guān)系仍需進(jìn)一步深入研究和明確。
項(xiàng)目研究
研究團(tuán)隊(duì)首先通過對臨床牙周炎患者牙齦軟組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析，結(jié)合免疫印記和免疫熒光等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)與健康對照組相比，牙周炎患者牙齦組織中自噬水平顯著降低，且與RAB7A基因表達(dá)下調(diào)呈正相關(guān)。
為探究RAB7A在自噬下調(diào)及牙周炎發(fā)生發(fā)展中的作用，研究者采用絲線結(jié)扎聯(lián)合牙齦卟啉單胞菌（P. g.）感染構(gòu)建牙周炎小鼠模型，并通過腹腔注射RAB7A特異性激動劑ML098證實(shí)，激活RAB7A可顯著提升自噬水平，有效抑制小鼠牙槽骨吸收。
進(jìn)一步在P. g.刺激的THP-1細(xì)胞模型中，通過轉(zhuǎn)染GFP-RFP-LC3慢病毒標(biāo)記自噬體，發(fā)現(xiàn)自噬水平呈現(xiàn)時(shí)間依賴性變化：自噬流（Autophagic flux）在刺激初期短暫升高后顯著抑制，同時(shí)活化的GTP結(jié)合型RAB7A活性隨刺激時(shí)間延長而逐漸降低。
機(jī)制研究表明，自噬抑制主要發(fā)生在自噬體-溶酶體融合階段，而非自噬啟動或自噬體膜延伸過程。通過特異性抑制RAB7A活性，可顯著降低自噬體-溶酶體融合效率，同時(shí)促進(jìn)IL-1β炎癥因子的分泌，證實(shí)RAB7A活性下調(diào)與自噬功能障礙及炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。
基于近期研究發(fā)現(xiàn)RAB7A活性可能受泛素化修飾調(diào)控，研究團(tuán)隊(duì)檢測到P. g.刺激后RAB7A泛素化水平顯著升高，并通過質(zhì)譜分析篩選出潛在的去泛素化酶USP4。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，與對照組相比，USP4在牙周炎患者牙齦組織及P. g.刺激的THP-1細(xì)胞中均呈現(xiàn)顯著下調(diào)。為驗(yàn)證USP4對RAB7A泛素化的調(diào)控作用，研究者通過Co-IP和免疫熒光共定位實(shí)驗(yàn)證實(shí)USP4與RAB7A存在直接相互作用，且USP4基因沉默可顯著增加RAB7A泛素化水平，抑制細(xì)胞自噬并促進(jìn)IL-1β分泌。
最后，通過牙齦局部注射USP4過表達(dá)腺相關(guān)病毒，證實(shí)USP4可有效緩解牙周炎小鼠模型的牙槽骨吸收，表明USP4介導(dǎo)的RAB7A去泛素化作用能夠恢復(fù)細(xì)胞自噬穩(wěn)態(tài)，抑制牙周組織炎癥進(jìn)展。
圖1 RAB7A泛素化介導(dǎo)的自噬體-溶酶體融合受損在牙周炎發(fā)病機(jī)制中的模型
吉滿助力
本研究中所用的GFP-LC3 THP-1, RFP-GFP-LC3 THP-1單標(biāo)和雙標(biāo)自噬標(biāo)記穩(wěn)轉(zhuǎn)株，以及Flag-RAB7A過表達(dá)穩(wěn)轉(zhuǎn)株均由吉滿生物（Genomeditech）構(gòu)建。
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原文引用
“GFP-LC3 THP-1, RFP-GFP-LC3 THP-1, and Flag-RAB7A cell lines were obtained from Genomeditech (GM-C33998).”
文獻(xiàn)原文
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39663592/
來源：課題組供稿
