正文
通过 Seahorse 实验(
上图所示为耗氧率 OCR 图,也就是通过SeaHorse实验分析氧化磷酸化的重要指示,此外还有分析细胞外酸化率ECAR的图像是分析无氧糖酵解变化的,这两个实验技术在《信号通路是什么鬼?》系列铜死亡相关章节中有详细介绍,可供参考复习
)发现,CH25H 缺失可显著抑制巨噬细胞的 OXPHOS 过程,同时对线粒体稳定性产生不良影响。在低葡萄糖环境中,AMPKα 通过激活调控 OXPHOS 及线粒体生物发生过程。基于此,研究团队提出假设:CH25H 可能通过激活 AMPKα 调控 OXPHOS。通过 CH25H 敲除后补充 25HC 的功能回复实验,证实了 CH25H 对 AMPKα 磷酸化水平的调控作用。
鉴于 AMPKα 与 STAT6 均参与 TAMs 的免疫抑制功能,研究团队进一步假设 AMPKα 可能调控 STAT6 的磷酸化过程(
AMPK 信号通路作为经典信号通路,其复合体作为激酶,除调控能量代谢外,亦可对多种蛋白进行磷酸化修饰,对下游通路起到了抑制或者激活的作用,相关内容可参考《信号通路是什么鬼?》系列
)。通过敲除 AMPKα 并分析 IL-4/IL-13 对 STAT6 的激活效应,发现 STAT6 磷酸化激活过程依赖于 AMPKα 的功能活性。进一步研究表明,CH25H 缺失可干扰 IL-4/IL-13 诱导的 AMPKα 与 STAT6 的结合过程,而 STAT6 磷酸化位点突变可导致 AMPKα 无法激活 STAT6 磷酸化,证实 AMPKα 通过促进 STAT6 的 Ser564 位点磷酸化实现对 STAT6 的激活调控:
研究团队进而探究 CH25H 及 25HC 调控 AMPKα 的分子机制。通过文献调研发现,mTORC1(
mTOR 复合体 1,在自噬通路及 mTOR 信号通路研究中具有重要地位
)可直接磷酸化 AMPKα 的 Ser345 和 Ser347 位点,导致 AMPKα 激活环上 Thr172 磷酸化水平降低,从而抑制 AMPKα 激活。
Science
杂志曾报道,溶酶体定位蛋白 GPR155 通过其 TM1 结构域结合胆固醇,引发构象变化并通过 Rag GTP 酶激活 mTORC1:
鉴于 AMPKα 在溶酶体上的募集与激活特性,研究团队提出假设:25HC 可能通过竞争性结合 GPR155-TM1 结构域,干扰其在溶酶体上激活 mTORC1 的功能,解除 mTORC1 对 AMPKα 的抑制作用,进而诱导 AMPKα 激活。通过亚细胞定位分析、25HC 与 GPR155-TM1 结合验证实验及 mTORC1 对 AMPKα 磷酸化影响分析,证实溶酶体上富集的 25HC 通过竞争性结合 GPR155-TM1,阻碍 mTORC1 复合体对 AMPKα 的磷酸化抑制作用,最终触发 AMPKα 激活:
在临床转化研究层面,通过小鼠体内实验模型证实,敲除 CH25H 或联合抗 PD-1 抗体治疗可显著增强免疫治疗效果,其机制在于将免疫细胞浸润不足、处于免疫抑制状态的 “冷肿瘤” 转化为免疫激活状态的 “热肿瘤”:
研究机制示意图显示,CH25H 高表达可诱导大量 25HC 在溶酶体定位富集,25HC 通过与胆固醇竞争性结合 GPR155-TM1 结构域,抑制 GPR155-TM1 通过 Rag1 GTP 酶激活 mTORC1,进而导致 AMPKα 磷酸化激活并调控 STAT6 信号通路,最终介导免疫抑制效应: