巨噬细胞通过Mst1/2-Keap1-Nrf2信号维持胞内氧化还原稳态和抵抗细胞衰老

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活性氧是天然免疫系统的重要组分,在吞噬细胞杀灭胞内病原微生物的过程中发挥着重要作用。活性氧是把“双刃剑”,在巨噬细胞中,大量的活性氧可以辅助巨噬细胞清除吞噬到胞内的病原微生物;同时,过量的活性氧如不能被及时清除,则会氧化细胞自身组分(例如DNA、脂质和蛋白质),从而导致细胞损伤、衰老和死亡。因此,维持巨噬细胞的氧化还原稳态至关重要,但是目前其抗氧化应激调控的具体分子机制还不清楚。Hippo信号通路是一条在哺乳动物中保守的信号通路,Hippo信号通路的关键激酶Mst1/2在调节巨噬细胞中活性氧的产生和细菌杀伤中起到重要的作用。在前期研究中,与野生型细胞相比,缺失Mst1/2的巨噬细胞出现更多的氧化损伤、衰老和死亡现象。进一步研究发现,活性氧作为一个生理信号,可以募集Mst1/2和Keap1(kelch like ECH associated protein 1)到活性氧的产生部位,例如线粒体和吞噬体。在线粒体或吞噬体膜上,活性氧激活Mst1/2,活化的Mst1/2磷酸化其下游底物Keap1,磷酸化的Keap1无法形成二聚体或多聚体,从而阻止了二聚体/多聚体Keap1介导的Nrf2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2)泛素化和降解,使得 Nrf2 蛋白水平升高,调控抗氧化基因的转录表达,保护细胞免受氧化损伤。此外,在Mst1/2敲除的巨噬细胞中,补回Nrf2可以有效缓解氧化损伤、衰老和死亡的表型。综上所述,本研究阐明了激酶Mst1/2可以感应细胞内的活性氧信号,并且通过调节转录因子Nrf2的蛋白稳定性,来清除过量的活性氧,维持细胞的氧化还原稳态,保护细胞自身免受氧化损伤。因此,Mst1/2-Keap1-Nrf2的信号调控机制,在巨噬细胞感知活性氧和启动抗氧化应激反应过程发挥重要作用。
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