TRIM6的表达通过调控TSC1-TSC2的泛素化激活mTORC1通路,促进肾纤维化。

The Expression of TRIM6 Activates the mTORC1 Pathway by Regulating the Ubiquitination of TSC1-TSC2 to Promote Renal Fibrosis.

作者信息Weiwei Liu, Yang Yi, Chuanfu Zhang, Baojuan Zhou, Lin Liao, Wenrui Liu, Jing Hu, Qiming Xu, Jie Chen, Jianrao Lu
PMID33634104
发布时间2021-02-09
DOI10.3389/fcell.2020.616747

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞实验、体内动物模型及机制验证,如Western blot、Co-IP、泛素化实验和5/6肾切除模型。

主要模型

HK2细胞 HEK293T细胞 5/6肾切除大鼠模型 肾纤维化患者肾组织样本

重点核对

TRIM6表达与肾纤维化严重程度(IF/TA分级)的相关性 Ang II处理HK2细胞的浓度(0-4 μM)及时间(24h) TRIM6敲低或过表达对TSC1/2蛋白水平和S6K1磷酸化的影响 MG132(10 μM)和CHX(20 mM)处理对TSC1/2蛋白稳定性的影响 5/6肾切除大鼠中shTRIM6#3给药剂量(5×10^9 pfu/只)和途径(尾静脉注射)

摘要

肾纤维化被认为是所有类型肾脏疾病的最终通路,可导致肾功能进行性丧失,最终导致肾衰竭。其背后的机制多种多样,其中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路是导致该疾病的最重要的调节通路之一。由mTOR通路调控的几个过程,如自噬、上皮-间质转化(EMT)和内质网(ER)应激,与肾纤维化密切相关。在本研究中,我们报道了三基序蛋白6(TRIM6)的表达,TRIM家族蛋白的一员,在肾纤维化患者中高表达,并与肾纤维化的严重程度呈正相关。在我们建立的体外和体内肾纤维化模型中,其表达被血管紧张素II诱导的核因子-κB(NF-κB)p50和p65核转位所上调。在HK2细胞中,TRIM6的表达促进了结节性硬化症蛋白1和2(TSC1和TSC2)的泛素化,它们是mTORC1通路的两个负调控因子。此外,敲低TRIM6被发现在HK2细胞和5/6肾切除大鼠中能有效缓解肾纤维化并抑制EMT和ER的下游过程。临床上,TRIM6、TSC1/2和NF-κB p50的水平与肾纤维化密切相关。因此,我们首次研究了TRIM6在肾纤维化模型中mTORC1通路中的作用,我们的研究结果表明TRIM6可能是治疗肾纤维化的潜在靶点。

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
TRIM6在肾纤维化中的表达及其作用机制是什么?
核心机制
Ang II通过诱导ROS产生,激活NF-κB p50/p65核转位,促进TRIM6转录;TRIM6通过促进TSC1/2泛素化降解,激活mTORC1通路,进而促进EMT和ER应激,导致肾纤维化。
主要证据
临床样本分析显示TRIM6表达与纤维化程度正相关;体外HK2细胞中敲低TRIM6抑制Ang II诱导的EMT和ER应激;体内5/6肾切除大鼠中敲低TRIM6缓解纤维化;Co-IP和泛素化实验证实TRIM6与TSC1/2相互作用并促进其泛素化。
研究意义
首次阐明TRIM6在肾纤维化中通过调控mTORC1通路的作用,为开发TRIM6抑制剂治疗肾纤维化提供潜在靶点。

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

临床样本分析

评估TRIM6表达与肾纤维化严重程度的相关性

从GEO数据集GSE7392分析TRIM6表达,并在75例肾纤维化患者肾组织中通过qRT-PCR和western blot检测TRIM6、TSC1/2、NF-κB p50水平,按Banff标准分级。

2

体外细胞模型建立

验证Ang II诱导HK2细胞中TRIM6表达及纤维化相关表型

用不同浓度Ang II (0-4 μM) 处理HK2细胞24h,检测羟脯氨酸含量和TRIM6 mRNA水平。

3

TRIM6功能丧失与获得

确定TRIM6对EMT、ER应激和mTORC1通路的影响

使用shRNA敲低TRIM6或过表达TRIM6,然后检测EMT标志物(E-cadherin, α-SMA, Snail)、ER应激蛋白(PERK, GRP78, CHOP)、S6K1磷酸化及羟脯氨酸。

4

机制研究:TRIM6与TSC1/2相互作用

阐明TRIM6如何调控TSC1/2和mTORC1通路

通过免疫沉淀质谱鉴定TRIM6相互作用蛋白,Co-IP和免疫荧光验证相互作用,检测TRIM6对TSC1/2蛋白稳定性(CHX)和泛素化的影响,并验证TSC1/2过表达对TRIM6诱导表型的抑制。

5

上游调控机制研究

确定Ang II调控TRIM6表达的分子通路

用NAC(ROS清除剂)处理Ang II处理的HK2细胞,检测ROS水平和TRIM6表达;敲低NF-κB p50/p65后检测TRIM6表达和启动子活性。

6

体内动物模型验证

验证TRIM6敲低对5/6肾切除大鼠肾纤维化的治疗效果

5/6肾切除大鼠,通过尾静脉注射表达shTRIM6#3的腺病毒,四周后评估肾组织病理(HE、Masson染色)、肾功能指标(血尿素氮、血清肌酐)和羟脯氨酸含量,以及相关蛋白表达。

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
RPMI-1640培养基Hyclone--
胎牛血清Invitrogen--
青霉素-链霉素Invitrogen--
血管紧张素II----
TRIzol试剂Invitrogen--
SYBR GreenThermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液Beyotime--
NE-PER核和细胞质提取试剂Thermo Fisher Scientific--
硝酸纤维素膜Millipore--
增强化学发光液Millipore--
HRP标记的抗兔二抗Beyotime--
Transwell小室Corning--
结晶紫----
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯Beyotime--
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnology--
抗FLAG琼脂糖珠Sigma-Aldrich--
FLAG多肽Sigma-Aldrich--
抗TRIM6抗体BiorbytOrb1893
抗TSC1抗体Cell Signaling Technology4906
抗TSC2抗体Cell Signaling Technology4308
抗TRIM6抗体Bioss Inc.bs-9165R
抗TSC1抗体Santa Cruzsc-514817
抗TSC2抗体Novus BiologicalsMAB40401
Alexa Fluor 555标记的山羊抗兔IgGBeyotime Biotech.--
Alexa Fluor 488标记的山羊抗小鼠IgGBeyotime Biotech.--
DAPIBeyotime Biotech.--
pGL3载体Promega--
pRL-TK质粒Promega--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Promega--
GloMax-Multi+检测系统Promega--
腺病毒GenScript--
羟脯氨酸检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA030-2
血尿素氮检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC030-2
血清肌酐检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC011-1

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
患者肾组织样本的IF/TA分级和TRIM6表达水平
阅读提示:Methods: Kidney Tissue Samples; Results 部分 Figure 1 和 Figure 7
细胞培养与处理
HK2细胞培养条件、Ang II浓度(1 μM)和处理时间(24h)
阅读提示:Methods: Cell Cultures and Angiotensin II Treatment
基因敲低与过表达
shRNA序列、lentivirus构建、转染试剂及条件
阅读提示:Methods: Lentivirus Preparation; Supplementary Tables 3和4
蛋白质稳定性与泛素化
MG132(10 μM)和CHX(20 mM)处理时间、IP和泛素化检测条件
阅读提示:Methods: IP/LC-MS, Co-IP; Figure 4 图例
动物模型
5/6肾切除手术细节、腺病毒注射剂量和途径、时间点
阅读提示:Methods: Animal Model; Figure 6 图例