文昌鱼酪氨酸激酶SYK通过MyD88依赖性机制抑制NF-κB活化

Amphioxus tyrosine kinase SYK inhibits NF-κB activation through MyD88-dependent mechanism.

作者信息Jie Xu, Haikun Hu, Qingyi Lu, Qiuzhu Wei, Yuhang Zhang, Guangrui Huang, Anlong Xu
PMID41837541
发布时间2026-07-03
DOI10.1093/jmcb/mjag009

实验完整度

研究包含分子克隆、系统发育分析、细胞表达定位、双荧光素酶报告基因、Co-IP、BLI、点突变、泛素化检测、RNA-seq及体内ISH等至少两个独立证据层级,并有明确的功能和机制验证。

主要模型

HEK293T细胞 HeLa细胞 RAW264.7巨噬细胞 成体文昌鱼组织

重点核对

HEK293T细胞中bjSYK与bjMyD88的共转染剂量(100-400 ng/孔)以及NF-κB报告基因活性检测 bjMyD88 Y56F和Y56E突变对bjSYK结合及NF-κB抑制的影响 bjSYK SH2结构域缺失突变对bjMyD88相互作用、泛素化及NF-κB抑制的作用 LPS刺激RAW264.7细胞中bjSYK对NF-κB的抑制效应 K63连接泛素化检测中HA-Ub和HA-K63的共转染条件

摘要

脾酪氨酸激酶(SYK)在适应性免疫应答中发挥关键作用,通过识别磷酸化的免疫受体酪氨酸激活基序(ITAM)并激活下游效应分子。然而,SYK的出现早于适应性免疫的出现,其独立于适应性免疫系统之外的原始功能在很大程度上仍不清楚。在本研究中,我们在文昌鱼Branchiostoma japonicum中鉴定并表征了一个SYK同源物(bjSYK),文昌鱼是研究免疫系统进化的关键模型。系统发育分析将bjSYK置于后口动物SYK激酶的基部位置。表达分析显示其在免疫相关组织中定位。与脊椎动物中典型的激活作用相反,功能研究表明bjSYK作为核因子-κB(NF-κB)激活的有效抑制因子。具体来说,bjSYK通过其SH2结构域与bjMyD88上保守的hemi-ITAM基序直接相互作用,抑制bjMyD88的K63连接的多聚泛素化,从而抑制bjMyD88依赖的NF-κB信号传导。此外,bjSYK还通过抑制其泛素化,抑制bjMyD88下游关键衔接蛋白bjTRAF6来抑制NF-κB激活。这些发现揭示了bjSYK在基底脊索动物固有免疫中NF-κB信号传导中进化上古老的抑制作用,表明SYK介导的Toll样受体通路的负调控起源于文昌鱼,并为SYK在脊椎动物免疫中的背景依赖性功能提供了基础。

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
在脊椎动物中SYK作为MyD88依赖性TLR通路的激动剂,然而在文昌鱼这一关键进化节点中,SYK同源物是否及如何调控NF-κB信号?
核心机制
bjSYK通过其SH2结构域与bjMyD88 DEATH结构域内保守的hemi-ITAM基序(含Y56)结合,抑制bjMyD88的K63连接的多聚泛素化,并抑制下游bjTRAF6的泛素化,从而负调控NF-κB信号通路。
主要证据
双荧光素酶报告基因实验显示bjSYK剂量依赖性抑制bjMyD88诱导的NF-κB激活;Co-IP证实bjSYK与bjMyD88的直接结合,且SH2结构域和Y56突变影响相互作用;泛素化实验显示bjSYK抑制bjMyD88和bjTRAF6的K63连接泛素化。
研究意义
揭示了SYK介导的TLR通路负调控起源于文昌鱼,为理解SYK在脊椎动物免疫中的背景依赖性功能提供了基础。

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

克隆与表征文昌鱼SYK同源物

鉴定并克隆文昌鱼SYK同源物,分析其序列特征和进化地位。

通过RACE技术从文昌鱼cDNA中克隆bjSyk全序列,预测蛋白质结构,进行多序列比对、结构域分析和系统发育树构建。

2

分析bjSYK的组织表达和亚细胞定位

确定bjSYK在文昌鱼组织和细胞中的表达分布。

使用ISH检测成体文昌鱼切片中bjSyk表达,利用免疫荧光观察HeLa细胞中bjSYK的亚细胞定位。

3

验证bjSYK对NF-κB的调控作用

检测bjSYK对bjMyD88诱导的NF-κB活化的影响。

在HEK293T和RAW264.7细胞中采用双荧光素酶报告基因实验,检测bjSYK共表达时NF-κB活性;Western blot检测蛋白表达。

4

分析bjSYK与bjMyD88的相互作用

确证bjSYK与bjMyD88的直接结合及其关键结构域。

通过Co-IP、免疫荧光共定位和BLI实验分析bjSYK与bjMyD88的结合,并利用缺失突变体定位相互作用结构域。

5

解析bjSYK结合bjMyD88的分子机制

确定bjMyD88上介导bjSYK结合的关键氨基酸残基。

通过序列比对、分子对接和点突变实验,验证hemi-ITAM基序中Y56的磷酸化对两者相互作用的影响。

6

检测bjSYK对bjMyD88泛素化的影响

探究bjSYK是否通过影响泛素化来抑制NF-κB信号。

在HEK293T细胞中共转染FLAG-bjMyD88、Myc-bjSYK及HA-Ub或HA-K63,通过Co-IP检测泛素化水平。

7

评估bjSYK对bjTRAF6信号的调节

检验bjSYK是否下游通过bjTRAF6抑制NF-κB信号。

通过双荧光素酶报告基因检测bjSYK对bjTRAF6诱导NF-κB激活的影响,通过Co-IP检测bjTRAF6的泛素化水平。

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。

细胞培养与转染
检测基因表达和蛋白水平
检测信号通路活性
结构预测与分子对接

产品清单

实验环节名称品牌货号
RNA提取试剂盒VazymeRC112
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1621
pcDNA3.1载体----
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清ExCellFSP500
青霉素/链霉素Gibco--
Lipo8000转染试剂BeyotimeC0533
Lipofectamine LTX和PLUS试剂Thermo Fisher Scientific15338100
Triton X-100BeyotimeP0096
兔抗HA抗体Cell Signaling Technology3724
小鼠抗FLAG抗体Cell Signaling Technology8146
Alexa Fluor 488偶联的山羊抗兔IgGAbcamab150077
Alexa Fluor 555偶联的山羊抗小鼠IgGAbcamab150078
DAPIBeyotimeC1002
STED显微镜Abberior Instruments GmbH--
pNFκB-TA-luc报告质粒BeyotimeD2207
pRL-TK报告质粒BeyotimeD2760
脂多糖Sigma-AldrichL2630
双荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG088
Glomax发光检测仪Promega--
蛋白酶抑制剂混合物Roche4693132001
BeaverBeads Protein A免疫沉淀试剂盒BEAVER22203
SMM 293-TII表达培养基Sino BiologicalM293TII
聚乙烯亚胺----
Ni NTA磁珠Smart-LifescienceSA005
Amicon超滤离心管Millipore--
Octet R8蛋白分析系统Sartorius--
生物素化试剂盒BomeidaG-MM-IGT
链霉亲和素生物传感器Sartorius18-5117
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
AO/PI染色CountstarRE010212
补料Sino BiologicalM293-SUPI

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
细胞培养与转染
HEK293T、HeLa及RAW264.7细胞的来源、培养基成分(DMEM+10%FBS+1%P/S)、转染试剂用量(Lipo8000或Lipofectamine LTX/PLUS)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and transfection
双荧光素酶报告基因实验
报告质粒用量(pNFκB-TA-luc 100 ng/孔,pRL-TK 5 ng/孔)、bjSYK和bjMyD88质粒用量范围(100-400 ng/孔)、转染后LPS处理时间(2小时)
阅读提示:Materials and methods: Dual-LUC assay; Figure 3 legend
Co-IP
细胞裂解液成分(含蛋白酶抑制剂)、免疫沉淀抗体(抗FLAG)、洗涤及洗脱条件
阅读提示:Materials and methods: Co-IP and western blotting
泛素化检测
FLAG-bjMyD88/HA-Ub/HA-K63共转染比例、免疫沉淀及检测抗体(HA抗体)
阅读提示:Results: bjSYK impairs K63-linked ubiquitination of bjMyD88; Figure 5 legend
BLI实验
bjSYK生物素化及固定化浓度、bjMyD88浓度梯度(5-20 nM)
阅读提示:Materials and methods: BLI