2024年3月1日，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系方超教授團(tuán)隊在美國心臟學(xué)會期刊Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology發(fā)表題為“Endoplasmic Reticulum Protein 72 Regulates Integrin Mac-1 Activity to Influence Neutrophil Recruitment”的研究論文，揭示了細(xì)胞外 ERp72通過催化二硫鍵重排調(diào)控整合素Mac-1活性從而影響中性粒細(xì)胞募集的分子機(jī)制,，為治療中性粒細(xì)胞相關(guān)血管病變提供了新靶點(diǎn),。
中性粒細(xì)胞募集到炎癥部位需要從血管床內(nèi) “滲出Extravasation”,，該過程經(jīng)歷四個步驟:“滾動Rolling”、“粘附Adhesion”、“爬行Crawling”和“穿越Transmigration”，分別由選擇素Selectins和整合素Integrins等粘附分子介導(dǎo),。整合素巨噬細(xì)胞-1抗原（Macrophage-1 antigen，Mac-1）是介導(dǎo)中性粒細(xì)胞招募的重要分子,，活化的Mac-1與內(nèi)皮細(xì)胞表面的配體結(jié)合,，促進(jìn)中性粒細(xì)胞在內(nèi)皮表面粘附、爬行和遷移,。但中性粒細(xì)胞整合素活化的調(diào)控機(jī)制,，目前尚不完全清楚,。
整合素的活化伴隨著胞外段二硫鍵重排誘導(dǎo)的蛋白構(gòu)象變化。巰基異構(gòu)酶是一類催化蛋白質(zhì)二硫鍵斷裂,、形成和異構(gòu)化的酶，在穩(wěn)定蛋白構(gòu)象和調(diào)控生物活性等過程中發(fā)揮重要作用,。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白72（Endoplasmic reticulum protein 72,，ERp72）是巰基異構(gòu)酶家族的重要成員，在中性粒細(xì)胞表面高表達(dá),。
在本研究中,，方超教授團(tuán)隊采用骨髓移植術(shù)構(gòu)建了髓系ERp72敲除小鼠（BM Erp72-/-）。通過微血管熒光活體成像和體外黏附實(shí)驗,，發(fā)現(xiàn)Erp72-/-中性粒細(xì)胞存在整合素Mac-1介導(dǎo)的黏附/爬行缺陷,，提示ERp72在Mac-1活化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),，中性粒細(xì)胞表面ERp72和Mac-1在細(xì)胞膜脂筏中存在共定位,，并呈簇狀聚合分布。在中性粒細(xì)胞活化過程中,，ERp72能切割CD11b亞基的“thigh”和“genu”結(jié)構(gòu)域之間的C654-C711二硫鍵,，促進(jìn)還原性巰基的暴露，推動整合素構(gòu)象的改變,。采用高靈敏的生物膜力學(xué)探針技術(shù)BFP進(jìn)一步證實(shí),，ERp72能夠直接增強(qiáng)Mac-1對其配體的結(jié)合力。在肺損傷炎癥模型中,，髓系敲除ERp72可顯著減輕LPS誘導(dǎo)的急性肺損傷,，減輕中性粒細(xì)胞的浸潤、滲出和組織損傷,，并提高小鼠的存活率,。
圖-睪提肌微血管活體成像
圖-質(zhì)譜鑒定二硫鍵位點(diǎn)
圖-生物膜力學(xué)探針BFP技術(shù)
該研究發(fā)現(xiàn)了調(diào)控中性粒細(xì)胞募集的新機(jī)制和新靶點(diǎn)，揭示了ERp72催化的二硫鍵重排在整合素Mac-1活性調(diào)控中的重要作用,，發(fā)現(xiàn)C654-C711是影響Mac-1構(gòu)象的重要變構(gòu)二硫鍵,。該研究提示胞外ERp72可能是治療中性粒細(xì)胞相關(guān)血管炎癥的新靶點(diǎn)。
圖-研究機(jī)制圖
基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2019級博士生李堯豐,、副教授徐旭林為論文共同第一作者,，方超教授為本論文通訊作者。本研究得到了悉尼大學(xué)Arnold Ju教授等合作者的大力支持,。方超教授課題組長期致力于血栓,、止血和血管生物學(xué)（Thrombosis, Hemostasis and Vascular Biology）研究，采用熒光活體成像等前沿技術(shù),，研究血小板,、白細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞之間的相互作用,，并探索藥物的藥理學(xué)機(jī)制。近期的系列研究工作揭示了巰基異構(gòu)酶在血栓形成及血栓炎性的作用,，為開發(fā)安全高效的抗血栓藥物提供了新的靶點(diǎn)和多種先導(dǎo)化合物（JACS 2023; Br J Pharmacol 2023; Br J Pharmacol 2021; Pharmacol Res 2021; Pharmacol Res. 2020）,，相關(guān)研究工作已獲得發(fā)明專利授權(quán)2項。
該研究獲得了國家自然科學(xué)基金重大研究計劃,、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計劃,、美國血液學(xué)會國際合作項目以及湖北省杰出青年基金等項目的資助。
論文鏈接：https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/ATVBAHA.123.319771
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