動脈粥樣硬化(Atherosclerosis, AS)所致心血管疾病是一種嚴重威脅人類生命健康并且具有高致殘率和高致死率的常見慢性疾病。長期以來，高密度脂蛋白(HDL)被認為是AS和心血管疾病的獨立保護因素，其可通過膽固醇逆向轉運(RCT)、抗炎、抗氧化、保護血管內皮細胞、抗血栓形成等多種途徑，阻抑AS的發(fā)生發(fā)展。SR-BI是HDL公認的細胞膜受體。肝臟SR-BI可促進HDL介導RCT，降低HDL-C水平，調節(jié)HDL代謝，阻抑AS進程。肝SR-BI作為調控HDL功能及代謝的重要靶標，如何靶向調控其表達始終是HDL代謝領域亟待解決的難題。

2023年10月19日，復旦大學徐延勇研究員團隊與首都醫(yī)科大學附屬朝陽醫(yī)院李晶副教授團隊在Developmental Cell在線發(fā)表題為“Hepatocytic lipocalin-2 controls HDL metabolism and atherosclerosis via Nedd4-1-SR-BI axis in mice”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)肝細胞源分泌蛋白Lcn2通過降低Nedd4-1介導SR-BI K500和K508位點的泛素化，阻抑SR-BI降解，改善HDL代謝，促進RCT，抑制高脂飲食誘導小鼠的AS進程。
 

圖片來源：《Developmental Cell》
（https://doi.org/10.1016/j.devcel.2023.09.007）

研究材料
C57BL/6J小鼠、Ldlr^-/-小鼠、Lcn2^fl/fl小鼠、Lcn2^-/-小鼠、Srb1^fl/fl小鼠、Srb1Hep^-/-小鼠等多個小鼠模型和攜帶Srb1（K500A K508A）突變的HepG2細胞模型（該雙點突變的純合HepG2細胞系由賽業(yè)生物提供）等進行實驗。

研究方法
該研究使用了多種技術方法，包括：QPCR、Co-IP、Western blot、鄰位連接技術（PLA）、蛋白質液相色譜和組學分析等技術。

技術路線
01 人類和小鼠肝臟Lcn2 mRNA的表達與血漿HDL-C水平呈負相關
02 肝臟Lcn2通過SR-BI改善HDL代謝和RCT
03 Lcn2通過SR-BI維持HDL的抗炎功能，從而改善了HDL的代謝
04 Lcn2通過阻斷nedd4-1介導的SR-B1在K500和K508位點的泛素化來改善HDL的代謝

研究結果
該研究首先在臨床上發(fā)現(xiàn)人類肝臟Lcn2 mRNA的表達與血漿血漿高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平呈負相關，并在體外人原代肝細胞上和小鼠體內進行驗證，與人類數(shù)據(jù)一致，在C57BL/6J小鼠中，肝臟Lcn2 mRNA水平與血漿HDL-C水平也呈負相關。在小鼠肝細胞中過表達Lcn2增加了SR-BI蛋白的表達和肝細胞HDL的攝取。
 

圖1 Lcn2通過上調SR-BI的表達來增強肝細胞對HDL的攝取^[1]

為了進一步探究Lcn2通過上調SR-BI的表達來增強肝細胞對HDL的攝取的具體機制，研究人員檢查了mRNA和蛋白質穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)Nedd4-1在K500和K508處泛素化SR-BI，并可被Lcn2阻斷，Lcn2在體內和體外都能調節(jié)肝細胞中的SR-BI泛素化。
 

圖2 肝細胞Lcn2通過Nedd4-1調控SR-BI泛素化^[1]

為了研究Nedd4-1調控SR-BI泛素化的潛在機制，研究人員在SR-BI的C端可能檢測了NEDD4介導的泛素化位點。經(jīng)過篩選，研究人員發(fā)現(xiàn)只有兩個候選泛素化位點（K500A和K508A）的同時突變才能消除人類的誘導SR-BI被Nedd4-1泛素化。
 

圖3 Lcn2結合SR-BI的C端，阻斷nedd4-1介導的K500和K508泛素化^[1]

為了研究Nedd4-1介導的SR-B1泛素化是否是Lcn2調控SR-BI蛋白穩(wěn)定性和HDL代謝所必需的，研究人員生成了SR-BI（K500A/ K508A）位點突變的(Srb1^MutI/Mut)HepG2細胞（該雙點突變的純合HepG2細胞系由賽業(yè)生物提供）和(Srb1^MutI/Mut)小鼠，研究發(fā)現(xiàn)在突變細胞和突變小鼠中Lcn2對HDL代謝的改善效果被消除。
 

圖4 肝細胞Lcn2通過調節(jié)nedd4-1介導的SR-B1在K500和K508處的泛素化來改善HDL的代謝^[1]