泛素特异性肽酶10通过依赖sirtuin 6介导的AKT/mTOR调节自噬减轻博来霉素诱导的肺纤维化

Ubiquitin-specific peptidase 10 attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis via modulating autophagy depending on sirtuin 6-mediated AKT/mTOR.

作者信息Shitao Mao, Na Yu, Wei Wang, Yikai Mao, Ying Du, Qihe Zhao, Xiu Gu, Jian Kang
PMID40278953
发布时间2025-04
DOI10.1007/s10565-025-10031-9

实验完整度

研究包含两个独立证据层级:体内BLM诱导小鼠肺纤维化模型和体外TGF-β1诱导的原代肺成纤维细胞模型,且进行了功能验证(USP10过表达)和机制验证(Sirt6敲低及信号通路检测)。

主要模型

BLM诱导的C57/BL6小鼠肺纤维化模型 原代小鼠肺成纤维细胞(MLF) 原代人肺成纤维细胞(HLF) IPF患者肺组织样本

重点核对

BLM气管内滴注剂量为3 mg/kg USP10过表达慢病毒滴度5×10^8 TU/mL 3-MA给药剂量30 mg/kg/天 TGF-β1处理浓度10 ng/mL,处理24小时 3-MA体外处理浓度2 mM

摘要

特发性肺纤维化(IPF)以成纤维细胞活化和胶原沉积为特征,是一种缺乏有效干预措施的进行性肺部疾病。泛素特异性肽酶10(USP10)在炎症反应和癌症进展中扮演多功能角色,其对肺纤维化的作用尚不清楚。在此,我们证明了IPF患者纤维化肺组织中USP10表达下调。在本研究中,在博来霉素(BLM)气管内递送后第1、2或3周末收集肺组织。一致地,BLM攻击后USP10表达水平以时间依赖性方式降低。用过表达USP10的慢病毒处理的小鼠表现出减轻的肺损伤和减少的胶原沉积。USP10过表达增强了BLM处理小鼠肺中的自噬。有趣的是,当自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)阻断肺自噬流时,USP10的保护作用减弱。用促纤维化TGF-β1处理原代人肺成纤维细胞和小鼠肺成纤维细胞以在体外验证USP10的作用。机制上,去泛素化酶USP10与Sirtuin 6(Sirt6)相互作用并抑制其降解。此外,USP10过表达抑制了肺组织和成纤维细胞中Sirt6介导的AKT/mTOR通路的激活。我们的发现表明USP10可能通过促进Sirt6/AKT/mTOR介导的自噬来减轻肺纤维化。这些数据将USP10列为治疗IPF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
USP10在特发性肺纤维化(IPF)中是否发挥作用及其潜在机制。
核心机制
USP10与Sirt6相互作用并抑制其降解,进而抑制Sirt6介导的AKT/mTOR信号通路,促进自噬,从而减轻肺纤维化。
主要证据
在BLM诱导的肺纤维化小鼠和TGF-β1处理的原代肺成纤维细胞中,USP10过表达减轻纤维化并增强自噬,而Sirt6敲低逆转这些效应,且3-MA阻断自噬减弱USP10的保护作用。
研究意义
研究揭示USP10通过Sirt6/AKT/mTOR通路促进自噬缓解肺纤维化的机制,可能为IPF治疗提供新的治疗靶点。

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

数据库分析筛选候选基因

从公共数据库GSE37635中筛选与IPF相关的差异表达基因,为后续实验提供靶点。

利用GEO数据库GSE37635,分析BLM诱导小鼠肺组织在1-5周时间点的转录组变化,通过limma包筛选差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析。发现USP10显著下调,且与自噬和AKT/mTOR通路相关。

2

临床样本和动物模型验证USP10表达

验证USP10在IPF患者和BLM诱导小鼠肺组织中的表达变化。

收集IPF患者和正常对照肺组织,通过Western blot和qPCR检测USP10表达;建立BLM诱导小鼠纤维化模型,在不同时间点(1、2、3周)检测USP10表达,并利用免疫荧光观察其与成纤维细胞标志物Vimentin的共定位。

3

体内功能验证:USP10过表达对肺纤维化的影响

评估USP10过表达对BLM诱导小鼠肺纤维化的缓解作用。

BLM处理后,通过气管内注射慢病毒载体(USP10Lv或空载体)过表达USP10,并部分小鼠给予自噬抑制剂3-MA。通过H&E、Masson染色评估组织学变化,计算肺指数,检测纤维化相关蛋白表达。

4

体内自噬检测

检测USP10过表达对BLM诱导肺组织中自噬水平的影响。

通过Western blot检测自噬标记蛋白LC3II/LC3I和p62表达,并用透射电子显微镜观察自噬体形成。

5

信号通路检测

探索USP10过表达对Sirt6及AKT/mTOR通路的影响。

通过免疫荧光观察USP10与Sirt6共定位,Western blot检测Sirt6、p-AKT、p-mTOR表达。

6

体外功能验证:TGF-β1诱导的成纤维细胞模型

在体外验证USP10对TGF-β1诱导的成纤维细胞活化的抑制作用。

使用TGF-β1处理原代小鼠和人肺成纤维细胞,并感染USP10过表达慢病毒或空载体,检测纤维化相关蛋白表达和自噬水平。

7

机制验证:Sirt6敲低恢复实验

验证USP10通过Sirt6发挥作用。

在MLF中敲低Sirt6,检测USP10过表达对Sirt6表达、自噬和AKT/mTOR通路的影响。

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
博来霉素硫酸盐MacklinB802467
3-甲基腺嘌呤Aladdin5142-23-4
TRIpure缓冲液BioTekeRP1001
SYBR Green系统SolarbioSY1020
裂解缓冲液SolarbioR0010
USP10抗体ABclonalA8748
LC3II/LC3I抗体ABclonalA5618
p62抗体ABclonalA11250
AKT抗体AffinityAF6261
p-AKT抗体AffinityAF0016
COL1A1抗体ABclonalA22090
纤连蛋白抗体ABclonalA16678
α-平滑肌肌动蛋白抗体AffinityAF1032
mTOR抗体AffinityAF6308
p-mTOR抗体AffinityAF3308
Sirt6抗体ABclonalA18468
USP10抗体Santa cruzsc-365828
Sirt6抗体Proteintech13572-1-AP
波形蛋白抗体ABclonalA19607
α-平滑肌肌动蛋白抗体ABclonalA17910
IV型胶原酶----
重组TGF-β1Sino Biological80116-RNAH

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
数据库分析
GEO数据集GSE37635的样本分组和时间点
阅读提示:Materials and methods, Human samples and database analysis
动物实验
小鼠品系、年龄、性别、BLM剂量、给药方式、时间点、慢病毒滴度、3-MA剂量及给药时间
阅读提示:Materials and methods, Animal model of BLM-induced lung fibrosis
细胞实验
细胞类型、分离方法、培养条件、TGF-β1浓度、处理时间、慢病毒感染时间、3-MA浓度
阅读提示:Materials and methods, Primary lung fibroblasts culture
自噬检测
LC3II/LC3I和p62的检测方法、TEM观察条件
阅读提示:Materials and methods, Western blot analysis; Histological examination
信号通路
p-AKT、p-mTOR和总AKT、mTOR的检测抗体和条件
阅读提示:Materials and methods, Western blot analysis