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Autophagy 在线发表基础医学院杨想平教授团队新成果: 巨噬细胞自噬-溶酶体融合调控新机制及其在自身免疫和抗感染中重要作用

1月25日,自噬研究领域国际知名杂志Autophagy(2018年影响因子11.1)在线刊发了基础医学院免疫学系杨想平教授团队研究成果:The macrophage-specific V-ATPase subunitATP6V0d2 restricts inflammasome activation and bacterial infection byfacilitating autophagosome-lysosome fusion。

自噬不仅是真核细胞重要的营养补给途径,同时还能清除坏死细胞器,抑制炎症以及抵抗细菌感染。临床 上,ATG16L1IRGM的基因突变与克罗恩病等自身免疫性疾病发生密切相关。Atg16lAtg5Atg7等参与自噬的关键基因缺失导致小鼠肠炎炎症反应明显增强。深入研究自噬调节炎症性疾病的分子机制具有重要临床意义。

尽管对自噬的分子机制研究非常深入,但关于自噬的关键步骤自噬体与溶酶体融合的分子机制并不十分清楚。杨想平教授课题组在分析巨噬细胞转录组数据时,发现LPS刺激能显著下调巨噬细胞特异表达的溶酶体膜蛋白ATP6V0d2。与预测相反,ATP6V0d2并不影响溶酶体酸化及其所含蛋白水解酶成熟与活化,但与之相似的另一分子,ATP6V0d1为溶酶体正常酸化所必需。当给予小鼠尾静脉注射LPS诱导内毒素模型以及口服DSS构建肠炎模型时,Atp6v0d2-/-小鼠炎症病理表型更加严重,该表型可被抗IL-1β中和抗体所逆转。体外细胞实验发现,Atp6v0d2-/-BMDM在不同炎症小体激动剂刺激后,炎症小体活化程度明显强于野生型BMDM。进一步实验发现,Atp6V0d2缺失的BMDM中损伤线粒体积累更多,自噬体数目增多,自噬体生成无差异但自噬体和溶酶体融合受阻。

其机制为:ATP6V0d2通过促进自噬体上STX17与溶酶体上VAMP8结合来介导自噬体溶酶体融合。并且Atp6V0d2缺失的BMDM清除沙门氏杆菌细菌的能力减弱,敲除了Atp6V0d2的小鼠感染细菌后存活时间明显缩短,同时在肠组织和脾脏等淋巴器官中检测到更多的细菌侵袭,表明ATP6V0d2介导的融合能有效清除细菌感染。

该研究发现了巨噬细胞特异的自噬溶酶体融合机制:特异性高表达于巨噬细胞的溶酶体蛋白ATP6V0d2介导其自噬溶酶体融合。这一机制可望为临床通过调控自噬干预治疗炎症性及感染性疾病提供新的思路和策略。

该研究由博士研究生夏宇、刘娜,以及硕士研究生谢秀秀、毕国宇等共同完成。夏宇(2015级博士研究生)为该文第一作者,杨想平教授为独立通讯作者,华中科技大学为第一发表单位。该课题受到国家自然科学基金面上项目以及华中科技大学交叉培育项目资助。

文章在线链接:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15548627.2019.1569916

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