泛素特异性蛋白酶18促进ABCG1泛素化对动脉粥样硬化形成的影响

摘要

目的 探讨泛素特异性蛋白酶18（ubiquitin-specific protease 18,USP18）在动脉粥样硬化（atherosclerosis, AS）形成中的作用及潜在的机制。方法 从基因表达数据库（GEO）下载冠状动脉疾病（coronary atherosclerotic heart disease, CHD）基因表达数据集GSE129935,使用GEO2R筛选差异表达基因（differential expression genes, DEGs）,并进一步对DEGs进行基因本体（gene ontology, GO）功能富集分析和京都基因与基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG）富集分析；收集冠心病患者（CHD组）和非冠心病患者（Non-CHD组）的冠状动脉，利用免疫组化（ICH）染色和Western blot检测冠脉中USP18的表达水平；使用ApoE^-/-小鼠+高脂饲料构建AS模型，随机分为单纯高脂对照组（NC组）、腺病毒对照组（Ad-NC组）及USP18基因敲低组（Ad-USP18组）;高脂饮食及相应处理16周后，取主动脉，使用苏木精和伊红（HE）染色和油红O染色检测斑块形成和脂质沉积情况；THP-1衍生的巨噬细胞作为体外研究模型，通过Western blot检测ATP结合盒转运蛋白G1(（ATP binding cassette subfamily G member 1,ABCG1）表达及泛素化水平，双重免疫荧光染色检测USP18与ABCG1的共定位表达，油红O染色检测泡沫细胞形成情况。结果 GSE129935数据集鉴定出285个DEGs（上调139个，下调146个）,其中USP18表达上调；GO及KEGG分析表明，DEGs主要富集于炎症、抗原结合等生物学过程，涉及NF-κB信号通路、趋化因子信号通路、脂质和AS等；CHD患者冠状动脉中USP18的表达上调（P<0.05）,且与AS病变程度呈负相关（r=-0.525,P=0.006）;敲低USP18基因可增加ApoE^-/-小鼠主动脉斑块负荷和脂质沉积、并降低主动脉中ABCG1的蛋白表达（P<0.05）;USP18能够与ABCG1共定位表达，敲低USP18基因能够下调巨噬细胞中ABCG1的蛋白表达并促进脂质积累及泡沫细胞形成（P<0.05）,并增加ABCG1的泛素化水平，加快ABCG1的蛋白降解（P<0.05）。结论 USP18能够靶向结合ABCG1,促进ABCG1的泛素化水平、阻碍泡沫细胞的形成，从而减缓AS的发生发展。

关键词

动脉粥样硬化 / 生物信息学 / 泛素特异性蛋白酶18 / ATP结合盒转运蛋白G1 / 泡沫细胞