PARP7抑制稳定STAT1/STAT2并缓解小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎

PARP7 inhibition stabilizes STAT1/STAT2 and relieves experimental autoimmune encephalomyelitis in mice.

作者信息Jiashu Xu, Tao Yu, Zongwei Yue, Xuan Lu, Yandong Zhang, Lei Wang, Samaneh Shabani Åhrling, Michael R Smith, Yan Chun Li, Jason Matthews, Hening Lin
PMID40811059
期刊Cell Rep
发布时间2025-08-26
DOI10.1016/j.celrep.2025.116130

实验完整度

包含细胞模型(MEF、HEK293T)、体外实验(ADP-核糖基化)、动物模型(EAE小鼠)多个层级,并有功能验证和机制验证(泛素化、自噬)

主要模型

MEF Parp7+/+和Parp7−/−细胞 HEK293T细胞 EAE小鼠模型(C57BL/6小鼠)

重点核对

小鼠品系:C57BL/6,雌性,8-10周龄 EAE诱导:MOG35-55肽皮下免疫,Pertussis toxin在第0天和第2天皮下注射 PARP7抑制剂RBN-2397给药:30 mg/kg,腹腔注射,隔天一次 细胞处理:IFNβ(2 ng/mL)、dsDNA(2.5 ng/mL)、MG132(20 μM)、CHX(50 μM)、BafA1(5 μM) p62敲低:5 nM siRNA,使用Lipofectamine RNAiMAX转染

摘要

类型I干扰素信号的调控对于精确调节先天免疫应答以对抗病原体入侵、抗击癌症和预防自身免疫性疾病至关重要。PARP7,一种单ADP-核糖基转移酶,也称为TiPARP(四氯二苯并-p-二噁英[TCDD]诱导的PARP),据报道可抑制I型干扰素的产生。在此,我们发现PARP7抑制I型干扰素信号传导而非干扰素的产生。PARP7 ADP-核糖基化并促进信号转导与转录激活因子1(STAT1)和STAT2的泛素化,这招募p62通过自噬促进STAT1和STAT2的降解。通过降低STAT1和STAT2的水平,PARP7减弱I型干扰素信号传导。我们进一步表明,抑制PARP7可促进I型干扰素信号传导并缓解小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)症状。我们的发现揭示了PARP7抑制I型干扰素信号传导的分子机制,为PARP7的免疫调节功能提供了见解,并提示抑制PARP7可能作为多发性硬化症的潜在治疗策略。

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
PARP7如何调控I型干扰素信号传导以及其抑制是否能缓解多发性硬化症状(EAE模型)?
核心机制
PARP7通过ADP-核糖基化STAT1和STAT2,促进其泛素化并招募p62,导致STAT1/STAT2通过自噬途径降解,从而抑制I型干扰素信号传导。
主要证据
在MEF细胞和HEK293T细胞中,PARP7敲除或抑制增加STAT1/STAT2蛋白水平及I型干扰素信号;体外实验证实PARP7 ADP-核糖基化STAT1/STAT2;p62敲低消除了PARP7介导的STAT1/STAT2降解;在EAE小鼠模型中,PARP7敲除或RBN-2397处理减轻临床评分、神经炎症和脱髓鞘。
研究意义
揭示了PARP7抑制I型干扰素信号传导的新机制,提示PARP7抑制剂可能作为多发性硬化症的治疗策略。

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

验证PARP7对I型干扰素信号的影响

确认PARP7是否调控I型干扰素信号通路而非仅影响干扰素产生。

在MEF Parp7+/+和Parp7−/−细胞中,使用dsDNA或IFNβ处理,通过qPCR检测CXCL10和ISG15表达,通过免疫印迹检测STAT1/STAT2及其磷酸化水平。

2

验证PARP7与STAT1/STAT2的相互作用及ADP-核糖基化

确定PARP7是否结合并ADP-核糖基化STAT1和STAT2。

在HEK293T细胞中共表达FLAG-PARP7(WT或H532A)和STAT1/STAT2,进行共免疫沉淀检测相互作用;使用生物素-NAD+标记和链霉亲和素下拉实验检测ADP-核糖基化;体外将纯化的PARP7与STAT1/STAT2孵育检测ADP-核糖基化。

3

验证PARP7介导STAT1/STAT2降解的途径

探究PARP7是否促进STAT1/STAT2通过自噬途径降解。

在MEF细胞中使用CHX、MG132和BafA1处理,检测STAT1/STAT2蛋白水平;在HEK293T细胞中检测PARP7对STAT1/STAT2泛素化和p62相互作用的影响;在MEF细胞中敲低p62,检测STAT1/STAT2水平。

4

验证PARP7抑制或缺失对EAE的影响

评估PARP7抑制或缺失是否缓解EAE症状。

使用MOG35-55诱导EAE小鼠模型,分别用RBN-2397或DMSO处理,以及比较PARP7 WT和KO小鼠,记录临床评分,检测血清IFNβ、CXCL10、IL-10水平,并进行脊髓组织病理学分析(H&E、CD45、IBA1、MBP染色)。

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
高糖DMEM培养基Thermofisher Scientific--
胎牛血清(美国认证)Thermofisher Scientific--
抗生素-抗真菌剂(100X)Thermofisher Scientific--
GlutaMAX™ 补充剂Thermofisher Scientific--
Opti-MEM™ I 减血清培养基Thermofisher Scientific--
MEM非必需氨基酸溶液(100X)Thermofisher Scientific--
聚乙烯亚胺盐酸盐(PEI)Polysciences--
Lipofectamine™ RNAiMAX 转染试剂Thermofisher Scientific--
MG132(蛋白酶体抑制剂)Cayman Chemical133407-82-6
巴弗洛霉素A1InvivoGen88899-55-2
poly (dA:dT)InvivoGen86828-69-5
RBN-2397(PARP7抑制剂)Ambeed2381037-82-5
重组小鼠IFN-β蛋白Biotechne--
重组人STAT1MedChemExpress--
重组人STAT2SinoBiological--
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)Sigma-Aldrich53-84-9
β-actin抗体(C4)Santa Cruz Biotechnologysc-47778
GFP抗体(B-2)Santa Cruz Biotechnologysc-9996
STAT1抗体Cell Signaling Technology9172
磷酸化STAT1 (Tyr701) (D4A7)抗体Cell Signaling Technology7649
STAT2 (D9J7L)抗体Cell Signaling Technology72604
磷酸化STAT2 (Tyr690)抗体Cell Signaling Technology4441
泛素 (P4D1)抗体Cell Signaling Technology3936
TBK1/NAK抗体Cell Signaling Technology3013
磷酸化TBK1/NAK (Ser172) (D52C2)抗体Cell Signaling Technology5483
SQSTM1/p62抗体Cell Signaling Technology5114
多/单ADP核糖 (D9P7Z)抗体Cell Signaling Technology89190
JAK1 (6G4)抗体Cell Signaling Technology3344
α-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2144
对照兔IgGCell Signaling Technology2729
Alexa Fluor 647抗Flag标签抗体InvitrogenMA1-142-A647
Alexa Fluor 647抗HA标签抗体Invitrogen26183-A647
ANTI-FLAG® M2 亲和凝胶Sigma-AldrichA2220
蛋白A/G偶联琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnologysc-2003
E.Z.N.A.® 总RNA提取试剂盒IOmega BIO-TEKR6834-02
Applied Biosystems™ 高容量cDNA逆转录试剂盒Fisher Scientific43-688-13
2X Universal SYBR Green快速qPCR预混液AbclonalRK21203
MOG(35-55)肽APExBIO149635-73-4
百日咳毒素(百日咳博德特氏菌)Enzo Life Sciences70323-44-3
不完全弗氏佐剂Sigma-Aldrich--
小鼠IP-10(CXCL10)ELISA试剂盒Thermofisher ScientificBMS6018
小鼠IL-10 ELISA试剂盒 – QuantikineR&D SystemsM1000B-1
小鼠IFNβ ELISA试剂盒 – QuantikineR&D SystemsMIFNB0
CD45抗体Thermofisher Scientific14-0451-82
IBA1抗体Cell Signaling Technology17198
MBP抗体GeneTexGTX133108
兔特异性HRP/DAB检测免疫组化试剂盒Abcamab64261
溶菌酶Thermofisher Scientific9001-63-2
DNase I溶液Stemmcell Technologies07900
重组小鼠M-CSF(无载体)Biolegend576406

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
细胞培养与处理
细胞系(HEK293T、MEF Parp7+/+和Parp7−/−)、培养基(DMEM+10% FBS等)、培养条件(37°C, 5% CO2)、dsDNA或IFNβ处理浓度和时间、PARP7抑制剂RBN-2397浓度
阅读提示:STAR Methods 中 Cell culture studies 和 Reagents and plasmids 部分
Western blot检测
抗体稀释比例(1:1000)、内参抗体(β-actin)、蛋白上样量、一抗和二抗孵育条件
阅读提示:STAR Methods 中 Western blot 部分
RT-qPCR
总RNA提取试剂盒、cDNA合成试剂盒、qPCR预混液、引物序列(Table S1)、内参基因(GAPDH)、反应程序
阅读提示:STAR Methods 中 Quantitative real-time PCR 部分及 Table S1
免疫共沉淀(co-IP)
细胞裂解液成分(1% NP-40裂解缓冲液)、抗体(FLAG-M2亲和凝胶)、洗涤缓冲液、孵育时间和温度
阅读提示:STAR Methods 中 Co-IP 和 Endogenous IP 部分
ADP-核糖基化检测
生物素-NAD+浓度(6 μg/mL)、链霉亲和素磁珠、体外反应条件(NAD+浓度、反应时间和温度)
阅读提示:STAR Methods 中 Streptavidin Pulldown assay 和 In vitro ADP-Ribosylation assay 部分
EAE小鼠模型
小鼠品系(C57BL/6)、性别(雌性)、年龄(8-10周)、MOG35-55剂量和乳化方式、百日咳毒素剂量和时间、RBN-2397给药剂量(30 mg/kg)和频率、临床评分标准
阅读提示:STAR Methods 中 Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) 部分
ELISA检测
检测指标(IFNβ、CXCL10、IL-10)、血清样本采集时间点、ELISA试剂盒品牌和货号
阅读提示:STAR Methods 中 Cytokine/chemokine measurements 部分