TRIM21通过K33连接的泛素化稳定RGMa,促进实验性自身免疫性脑脊髓炎中星形胶质细胞介导的神经炎症

TRIM21 promotes astrocyte-mediated neuroinflammation in experimental autoimmune encephalomyelitis by stabilizing RGMa via K33-linked ubiquitination

作者信息Shaoru Zhang, Zijie Wang, Ruiqi Cheng, Xiaolin Yang, Anan Jiang, Li Zhu, Xinyue Qin
PMID41857575
发布时间2026-03-19
DOI10.1186/s12974-026-03769-4

实验完整度

包含患者样本、原代星形胶质细胞、EAE小鼠模型及多种细胞实验,明确功能验证和机制验证。

主要模型

EAE小鼠模型 原代星形胶质细胞 HEK293T细胞 MS患者外周血样本

重点核对

EAE模型:MOG35-55诱导,每只小鼠皮下注射含175 μg MOG35-55和1 mg Mtb的乳化剂,并在第0天和第2天腹腔注射200 ng PTX 星形胶质细胞特异性敲低TRIM21:使用AAV9-gfaABC1D-shTRIM21-EGFP,脑室内注射2 μL,EAE模型在注射后28天建立 Quisinostat给药:EAE诱导后10天开始,每日腹腔注射10 mg/kg Quisinostat或对照,持续2周 TRIM21敲低效率验证:Western blot检测TRIM21蛋白水平,免疫荧光确认EGFP与GFAP共定位

摘要

星形胶质细胞的异常激活促进了多发性硬化(MS)的疾病进展,但其调控机制尚未完全阐明。本研究发现,在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型中,排斥性导向分子a(RGMa)在星形胶质细胞中显著上调。RGMa促进了星形胶质细胞释放关键的炎症因子,如C-C基序趋化因子配体2(CCL2)。通过蛋白质相互作用筛选,我们鉴定出E3泛素连接酶三结构域蛋白21(TRIM21)为RGMa的相互作用蛋白。机制上,TRIM21通过在体外催化RGMa第238位赖氨酸(K238)的K33连接泛素化,增强了RGMa的稳定性。星形胶质细胞特异性敲低TRIM21降低了RGMa和CCL2的表达,从而有效减轻了急性EAE中的神经功能缺损、炎症浸润和脱髓鞘。在原代星形胶质细胞中,RGMa的过表达逆转了这种保护作用。值得注意的是,Quisinostat通过下调TRIM21来破坏这一信号级联,从而减弱RGMa介导的CCL2诱导,至少部分通过TRIM21依赖性机制,因此对急性EAE显示出治疗潜力。这些结果表明,TRIM21介导的RGMa通过K33连接泛素化稳定可能代表了促进星形胶质细胞介导的神经炎症的一条途径,并可能为MS干预提供潜在靶点。

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
TRIM21是否以及如何通过调控RGMa蛋白稳定性来促进EAE中星形胶质细胞介导的神经炎症?
核心机制
TRIM21的B30.2/SPRY结构域与RGMa的118-303氨基酸区域结合,催化RGMa K238位点的K33连接多聚泛素化,从而稳定RGMa蛋白,促进星形胶质细胞活化及CCL2分泌,加重炎症。
主要证据
IP-MS和Co-IP验证了TRIM21与RGMa的相互作用;泛素化实验、CHX追踪和MG132处理证明了TRIM21通过K33连接泛素化稳定RGMa;星形胶质细胞特异性敲低TRIM21减轻EAE症状,RGMa过表达逆转保护作用。
研究意义
该研究揭示RGMa蛋白稳定性调控的新机制,并为MS治疗提供潜在靶点,Quisinostat可能通过抑制TRIM21发挥治疗作用。

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

临床样本与疾病模型验证RGMa上调

评估RGMa在MS患者和EAE小鼠中的表达及在星形胶质细胞中的定位。

使用ELISA检测MS患者血清RGMa水平;建立MOG35-55诱导的EAE小鼠模型,通过Western blot和免疫荧光检测RGMa在脑和脊髓中的表达及与GFAP的共定位。

2

TRIM21作为RGMa相互作用蛋白的鉴定

筛选与RGMa相互作用的E3泛素连接酶并验证其特异性。

通过IP-MS鉴定RGMa相互作用蛋白,使用Co-IP和共定位实验验证TRIM21与RGMa的结合。

3

验证TRIM21对RGMa蛋白稳定性的调控

验证TRIM21是否在转录后水平调控RGMa蛋白稳定性。

通过RT-qPCR检测RGMa mRNA水平;通过Western blot检测RGMa蛋白水平;CHX追踪实验检测蛋白半衰期;MG132处理检测蛋白酶体途径。

4

确定TRIM21催化RGMa的泛素化类型及位点

鉴定TRIM21催化的泛素化连接类型及RGMa上的泛素化位点。

在HEK293T细胞中共表达Myc-RGMa、Flag-TRIM21和HA-Ub或各种泛素突变体,进行泛素化实验;构建RGMa截短体和点突变体,通过Co-IP和泛素化实验定位结合区域和泛素化位点。

5

星形胶质细胞特异性敲低TRIM21对EAE的影响

评估星形胶质细胞中TRIM21缺失对EAE疾病严重程度的影响。

使用AAV9-shTRIM21进行脑室内注射,实现星形胶质细胞特异性敲低,然后建立EAE模型,评估临床评分、组织病理学(HE和LFB染色)及TRIM21/RGMa表达。

6

验证TRIM21-RGMa-CCL2轴及其下游信号

确定TRIM21通过RGMa调控CCL2表达及NF-κB通路的激活。

在体内外模型中调控TRIM21和RGMa表达,检测CCL2水平及p-p65水平。

7

Quisinostat对EAE的治疗作用及机制

评估HDAC抑制剂Quisinostat对EAE的治疗效果及其对TRIM21-RGMa-CCL2轴的影响。

EAE小鼠给予Quisinostat或溶剂对照,评估临床评分、组织病理学及蛋白表达;体外用Quisinostat处理星形胶质细胞,检测细胞活力和蛋白表达。

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
人RGMa DuoSet ELISA试剂盒R&D SystemsDY2459-05
Ficoll-Paque PLUS分离液SolarbioP9011
MOG35-55肽段MedChemExpressHY-P1240
完全弗氏佐剂BD231141
百日咳毒素List Biological Labs181
DMEM/F12培养基ProcellPM150310
青霉素/链霉素Gibco15140-122
胎牛血清Sigma-AldrichF0193
肝素结合EGF样生长因子MedChemExpressHY-P7194
肿瘤坏死因子-αMedChemExpressHY-P7058
白细胞介素-1βMedChemExpressHY-P7073
MG132MedChemExpressHY-13259
QuisinostatMedChemExpressHY-12726
细胞计数试剂盒-8MeilunBioMA0218-5
PCR纯化试剂盒TransgenEG101-01
pEASY®-Basic无缝克隆和组装试剂盒TransgenCU201-02
大肠杆菌DH5α感受态细胞TransgenCD201-01
TlANprep中量质粒提取试剂盒TIANGENDP106-02
Lipofectamine 3000试剂InvitrogenL3000015
A/G磁珠MedChemExpressHY-K0202
RNAiso Plus试剂Takara9109
逆转录试剂盒VazymeR333
SYBR Green Master Mix试剂盒VazymeQ711
PVDF膜Merck MilliporeISEQ00010-N2
ECL化学发光试剂AbbkineBMU102
LAX S成像系统Leica--
共聚焦显微镜Nikon--
脑立体定位仪RWD Life Science--

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
临床样本分析
MS患者和对照组的纳入标准、血清样本采集时间点
阅读提示:Materials and methods - Human specimens
EAE模型诱导
MOG35-55剂量(每只小鼠175 μg)、Mtb剂量(1 mg)、PTX剂量(每只小鼠400 ng)及给药时间
阅读提示:Materials and methods - MOG35-55-induced EAE model
星形胶质细胞培养
新生小鼠取材日龄(1-3天)、消化条件(0.25%胰酶-EDTA和DNase I,15分钟)、生长因子补充(HBEGF 5 ng/ml)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and reagents
TRIM21敲低/过表达
AAV注射体积(2 μL)、注射坐标(AP -0.22 mm, ML ±1.0 mm, DV -2.8 mm)、EAE诱导前时间(28天)
阅读提示:Materials and methods - Stereotaxic injection
泛素化实验
HEK293T细胞共转染的质粒组合(Myc-RGMa, Flag-TRIM21, HA-Ub或突变体)
阅读提示:Materials and methods - Ubiquitylation assays and prediction of ubiquitination sites
药物处理
Quisinostat剂量(体内10 mg/kg,体外2 nM)、给药途径(腹腔注射)、给药时长(2周)
阅读提示:Materials and methods - Administration of quisinostat in vivo 和 Cell culture and reagents