RNF152介导的HSP27泛素依赖性降解激活PI3K/AKT通路,驱动TMJOA中的滑膜炎症级联反应

RNF152-mediated, ubiquitin-dependent degradation of HSP27 activates the PI3K/AKT pathway, driving synovial inflammatory cascades in TMJOA

作者信息Xinjian Zhang, Qingkun Jiang, Wei Deng, Hai Tang, Yang Liu, Zichen Xu, Ke Guo, Ning Liu, Haitao Wang, Tiehan Cui, Fang Wang, Jiaxuan Qiu
PMID41413572
发布时间2025-12-18
DOI10.1186/s13075-025-03715-4

实验完整度

包含体外FLS模型、RNA-seq、Co-IP、泛素化实验、细胞功能验证及大鼠TMJOA模型体内验证。

主要模型

人正常成纤维样滑膜细胞(HFLS-N)和OA模型FLS(HFLS-OA) IL-1β刺激的FLS炎症模型 单侧前牙反颌(UAC)诱导的大鼠TMJOA模型

重点核对

RNA-seq识别RNF152为IL-1β刺激FLS中失调的E3连接酶 FITC Annexin V/PI凋亡检测试剂盒,用于凋亡分析 抗RNF152、抗HSP27等抗体的Western blot AAV-siRNF152关节内注射剂量:1.05×10^13 vg/12.5μL

摘要

背景:E3泛素连接酶是公认的骨关节炎发病调节因子,已知通过底物蛋白去稳定化放大炎症信号,但其在颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)中的作用仍不清楚。方法:本研究探讨了E3连接酶对TMJOA中成纤维样滑膜细胞(FLSs)活化的影响及其对疾病进展的机制贡献。高通量mRNA测序鉴定了白介素-1β(IL-1β)刺激的FLSs中失调的E3连接酶。通过整合的体外和体内分析,我们确定了环指蛋白152(RNF152)是TMJOA发病的关键介质。免疫沉淀-质谱、共免疫沉淀、共定位成像和蛋白质对接的综合结果证明了RNF152与热休克蛋白27(HSP27)之间的直接相互作用。结果:IL-1β诱导FLSs中RNF152上调,同时抑制HSP27表达。机制上,RNF152在Lys114位点泛素化HSP27,使其成为蛋白酶体降解的靶点。关键的是,RNF152介导的HSP27降解激活了PI3K/AKT通路,驱动FLS增殖和促炎细胞因子释放,从而加速TMJOA。关节内注射腺相关病毒-small interfering RNF152可减轻大鼠TMJOA模型中的滑膜增生和软骨细胞损伤。结论:本研究阐明了RNF152作为新型E3连接酶的功能以及HSP27在炎症信号中的双重调控作用。重要的是,我们的发现表明,靶向RNF152/HSP27/PI3K/AKT信号轴可能为TMJOA提供新的治疗策略。未来的研究应侧重于开发特异性抑制剂来破坏该通路,从而为TMJOA的靶向干预确定有前景的治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
E3泛素连接酶RNF152是否通过调节HSP27影响TMJOA中FLS的活化及疾病进展?
核心机制
IL-1β上调RNF152,RNF152在K114位点泛素化HSP27并促进其蛋白酶体降解,从而激活PI3K/AKT通路,驱动FLS增殖和促炎细胞因子释放,加速TMJOA。
主要证据
RNA-seq、Co-IP、IP-MS、泛素化实验、Western blot、EdU、流式细胞术和ELISA证实RNF152-HSP27互作及功能;大鼠UAC模型和AAV-siRNF152治疗减轻TMJOA。
研究意义
揭示RNF152/HSP27/PI3K/AKT轴作为TMJOA治疗靶点的潜力,为靶向干预提供理论基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

识别与验证RNF152表达上调

鉴定TMJOA中FLS活化的关键E3连接酶

对FLS、IL-1β刺激的FLS和FLS-OA进行RNA-seq,筛选差异表达E3连接酶,并用qPCR和Western blot验证RNF152上调,免疫组化检测大鼠TMJOA滑膜组织。

2

RNF152敲低对FLS功能的影响

验证RNF152在IL-1β诱导的FLS增殖、凋亡和炎症中的作用

siRNA敲低RNF152后,用EdU检测增殖、流式检测凋亡、Western blot检测凋亡相关蛋白、ELISA检测IL-6/IL-8/TNF-α。

3

RNF152与HSP27的相互作用鉴定

确定RNF152的底物HSP27

通过IP-MS筛选RNF152结合蛋白,Co-IP验证内源和外源相互作用,免疫荧光共定位和分子对接支持直接结合。

4

RNF152介导HSP27泛素化降解的验证

验证RNF152通过蛋白酶体途径泛素化降解HSP27

siRNA敲低或过表达RNF152后检测HSP27蛋白和mRNA水平,IP检测泛素化水平,MG132抑制蛋白酶体后观察HSP27恢复,CHX追踪半衰期。

5

HSP27在FLS中的功能验证

验证HSP27对IL-1β诱导的FLS增殖、凋亡和炎症的作用

过表达HSP27后检测增殖、凋亡和炎症因子。

6

RNF152/HSP27/PI3K/AKT信号轴验证

验证RNF152通过降解HSP27激活PI3K/AKT通路

RNF152和HSP27单独或联合敲低/过表达,检测PI3K/AKT通路蛋白表达及下游效应。

7

体内验证RNF152敲低对TMJOA的缓解作用

验证RNF152在体内对TMJOA进展的影响

UAC诱导大鼠TMJOA模型,关节内注射AAV-siRNF152,通过micro-CT、组织学染色和免疫组化评估。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM/F12培养基Pricella--
IMDM培养基Pricella--
RPMI 1640培养基Pricella--
DMEM培养基Pricella--
TRIzol试剂Invitrogen15596026CN
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000008
EdU标记和检测试剂盒UElandyC6045M
FITC Annexin V/PI凋亡检测试剂盒UElandy--
IL-6 ELISA试剂盒Invitrogen--
IL-8 ELISA试剂盒Invitrogen--
TNF-α ELISA试剂盒Invitrogen--
EZ-press RNA纯化试剂盒PLUSEZBioscienceB0004-PLUS
FastKing gDNA去除RT SuperMixTIANGEN BIOTECH--
FastReal qPCR预混液(SYBR Green)TIANGEN--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
BCA蛋白定量试剂盒ServicebioG2026-1000T
ECL化学发光检测试剂盒ServicebioG2020-50ML
抗RNF152抗体Santa Cruz Biotechnologysc-398391
抗HSP27抗体Proteintech18284-1-AP
抗Flag抗体Abcamab205606
抗Myc抗体ImmunoWayYM3002
抗Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
抗Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗cleaved caspase-3抗体Proteintech25128-1-AP
抗AKT抗体Proteintech10176-2-AP
抗磷酸化AKT (Ser473)抗体Proteintech66444-1-Ig
抗PI3K抗体Proteintech60225-1-Ig
抗磷酸化PI3K p85 (Tyr458)抗体Affinity BiosciencesAF3242
Protein A/G磁珠MedChemExpressHY-K0202
抗泛素抗体Proteintech10201-2-AP
抗COL2A1抗体Proteintech28459-1-AP
抗MMP13抗体Proteintech18165-1-AP
抗IL-6抗体Affinity BiosciencesDF6087

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系:HFLS-N、HFLS-OA;来源:Otwo Biotech;培养基:Pricella的DMEM/F12、IMDM、RPMI1640、DMEM;培养条件:37°C,5% CO2。
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
RNA-seq
IL-1β刺激浓度30 ng/mL,刺激时间24 h;RNA提取用TRIzol;每组3个生物学重复;差异表达阈值|log2FC|>1且FDR<0.05。
阅读提示:Materials and methods - Transcriptome library preparation and RNA-sequencing and analysis
细胞转染
siRNA浓度50 nM,过表达质粒2 μg;转染试剂Lipofectamine 3000;转染时间48 h;IL-1β刺激浓度30 ng/mL,24 h。
阅读提示:Materials and methods - Cell transfection and inflammation induction
细胞增殖与凋亡检测
EdU浓度20 μM,孵育3 h;细胞密度5×10^3/孔(96孔板);凋亡检测用FITC Annexin V/PI试剂盒。
阅读提示:Materials and methods - Edu assay and Apoptosis assay
蛋白质检测
Western blot抗体信息:anti-RNF152 (sc-398391), anti-HSP27 (18284-1-AP)等;BCA定量;ECL显影。
阅读提示:Materials and methods - Western blotting
泛素化检测
IP用抗体:anti-HSP27, anti-Ubiquitin;蛋白酶体抑制剂MG132处理8 h;CHX处理时间点。
阅读提示:Materials and methods - Co-immunoprecipitation (Co-IP) and ubiquitination assay
动物模型
大鼠品系:7周龄雌性SD大鼠;UAC手术;AAV-siRNF152剂量1.05×10^13 vg/12.5 μL;对照AAV剂量1.0×10^12 vg/2 μL;注射后4周分析。
阅读提示:Materials and methods - TMJOA animal model
组织学评估
染色:H&E、Safranin O-fast green;评分:滑膜炎评分和OARSI评分;免疫组化抗体:COL2A1 (1:800), MMP13 (1:200), IL-6 (1:100)。
阅读提示:Materials and methods - Histological analysis, scoring system, and immunohistochemistry