在内质网应激和肾小管损伤中，NAA10与BTRC促进CREBRF的降解

《Journal of Diabetes Investigation》：NAA10 and BTRC drive CREBRF degradation in endoplasmic reticulum stress and renal tubular injury

　　

摘要

背景

糖尿病肾病是糖尿病常见的并发症。已有研究显示CREBRF与内质网应激密切相关，但CREBRF在糖尿病肾病肾小管损伤中调控内质网应激的上游机制尚不清楚。

方法

通过高糖处理HK-2细胞建立糖尿病肾病细胞模型，用链脲佐菌素腹腔注射C57BL/6J小鼠建立动物模型。采用共免疫沉淀技术检测BTRC或NAA10与CREBRF的相互作用，以及CREBRF的乙酰化与泛素化水平。通过流式细胞术、EdU染色和CCK-8检测细胞凋亡与增殖情况，HE染色和PAS染色观察肾脏组织病理变化，最后通过Western blot检测上述因子及内质网应激相关蛋白的表达水平。

结果

在糖尿病肾病中CREBRF表达下调，而其过表达可抑制内质网应激，从而减轻高糖诱导的肾小管损伤。此外，NAA10能促进CREBRF的乙酰化，进而推动BTRC介导的CREBRF泛素化及降解。相反，NAA10也会抑制CREBRF功能，加重高糖诱导的肾小管内质网应激。

结论

NAA10促进CREBRF的乙酰化，进而使其被BTRC泛素化并降解，最终引发内质网应激加剧，导致糖尿病肾病中的肾小管损伤更加严重。

缩写说明

增强型化学发光检测

BTRC	含β-转导蛋白重复序列的蛋白
CCK-8	细胞计数试剂盒8
CHX	环己亚胺
Co-IP	共免疫沉淀技术
CREB3	cAMP反应元件结合蛋白3
CREBRF	CREB3调控因子
DKD	糖尿病肾病
ECL
ELISA	酶联免疫吸附试验
HE	苏木精-伊红染色
IHC	免疫组织化学检测
NAA10	N-α-乙酰转移酶10
PAS	过碘酸-雪夫染色
PVDF	聚偏二氟乙烯
RT-qPCR	定量实时PCR检测
STZ	链脲佐菌素
Tg	硫代巴比妥酸甘油酯

引言

糖尿病肾病是导致肾功能衰竭的首要原因，约30–40%的糖尿病患者会患病¹。研究表明，糖尿病肾病是一种由糖尿病引发的并发症，表现为肾小球、肾小管及肾间质的损伤，会严重危害患者健康^{1, 2}。但目前临床上针对糖尿病肾病的有效治疗手段仍存在不足。肾小管病变是糖尿病肾病的核心特征，这类病变会进一步加速肾功能衰退^{3, 4}。值得注意的是，高糖诱发的内质网功能障碍会加重糖尿病肾病的肾小管损伤⁴。已有研究证明，糖尿病肾病肾小管内的内质网应激会导致肾小管细胞发生凋亡和坏死，而抑制内质网应激则能减轻糖尿病引起的肾小管损伤⁵。因此，揭示糖尿病肾病中内质网应激引发肾小管损伤的分子机制具有重要意义。

CREB3调控因子（CREBRF）是一种与内质网相关的跨膜蛋白，可通过调控cAMP反应元件结合蛋白3发挥作用⁶。更重要的是，CREBRF与内质网应激存在密切关联。在面临内质网应激时，正常细胞会上调CREBRF的表达，以此调控未折叠蛋白的积累，进而通过调节内质网应激相关转录因子CREB3的活性来维持内质网的稳态⁷。基于此，有研究推测CREBRF表达下调可能会打破内质网稳态。此外，近年来的研究还发现，CREBRF在不同疾病中具有多种生理功能^8-10。例如，在宫颈癌中CREBRF具有促癌作用⁸。敲低CREBRF可抑制类风湿性关节炎的进展⁹。另外，CREBRF的错义变异与大洋洲人群的糖尿病发病风险也存在显著关联^{10, 11}。不过目前尚未有关于CREBRF与糖尿病肾病之间关系的报道，CREBRF如何调控糖尿病肾病肾小管内的内质网应激也有待进一步研究。

蛋白质乙酰化是一种修饰过程，指乙酰转移酶将乙酰基转移到多肽链上。这种乙酰化修饰对于调控蛋白质稳定性及信号传导通路至关重要¹²。众多研究都表明乙酰化修饰与糖尿病肾病密切相关^{13, 14}。杜等人¹³发现，当肾小管细胞受到高糖刺激时，某些蛋白质会发生乙酰化反应。在高糖处理的肾小管上皮细胞中，CREBRF蛋白的乙酰化水平上升，而总蛋白质含量则下降¹⁴。不过这一现象至今尚未得到深入研究，其背后的机制也尚不明确。为探究CREBRF乙酰化水平升高的原因，我们通过Biogrid数据库发现CREBRF蛋白可与乙酰转移酶N-α-乙酰转移酶10发生相互作用。NAA10可通过介导靶蛋白的乙酰化修饰来调控细胞的生理过程