Nat Commun 山东大学张澄/张猛教授团队揭示巨噬细胞E3泛素连接酶RNF128调控动脉粥样硬化斑块进展的作用机制

动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)是动脉血管壁慢性炎症及脂质沉积共同作用的结果，以管腔狭窄和血流障碍为主要特征。近年来，全球在动脉粥样硬化性心血管疾病(Atherosclerotic cardiovascular disease, ASCVD)的治疗和管理方面取得了很大进展，然而，ASCVD在世界范围内的疾病死亡率仍然很高。巨噬细胞来源的泡沫细胞在AS斑块初期形成和后期发展的整个过程中都发挥着重要作用。巨噬细胞清道夫受体主要包括清道夫受体A1 (Scavenger receptor A1, SRA1)、清道夫受体BI (SRB1)及CD36，负责识别、结合和摄取天然低密度脂蛋白或修饰型LDL，如氧化修饰型低密度脂蛋白(Oxidized LDL, oxLDL)；三磷酸腺苷结合盒转运体A1 (ATP-binding cassette transporter A1, ABCA1)和ABCG1主要负责使胆固醇从巨噬细胞内流出。脂质的过多摄取和/或外排不足都会导致泡沫细胞的形成。

E3泛素连接酶RNF128是一种定位于内体循环系统的单次跨膜蛋白，含有发挥催化作用的RING结构域。既往研究显示，RNF128通过靶向结合多种膜蛋白以调控疾病的发展，尤其在诱导CD4+ T细胞无能、先天性抗病毒免疫及食管癌的发病中起着至关重要的作用。然而，RNF128是否参与了AS的调控和具体机制尚不清楚。

2025年3月4日，山东大学齐鲁医院张澄教授、张猛教授团队和高成江教授团队合作在Nature Communications上发表了题为“E3 ubiquitin ligase RNF128 promotes Lys63-linked polyubiquitination on SRB1 in macrophages and aggravates atherosclerosis”的研究论文，该研究首次揭示了E3泛素连接酶RNF128通过调控SRB1泛素化修饰、促进泡沫细胞形成、加剧AS进展的新机制，为AS治疗提供了全新靶点。

首先，该研究通过对GEO数据库AS斑块的10x Genomics scRNA-seq数据集进行分析，发现Rnf128特异性表达于巨噬细胞(Rnf128⁺Lyz2^hi)，且随着斑块的加重，Rnf128⁺Lyz2^hi细胞的数量逐渐增加。验证发现，小鼠斑块和人类斑块进展过程中巨噬细胞RNF128表达逐渐上调。

随后，研究者构建了巨噬细胞RNF128特异性敲除小鼠，分别提取其与同窝对照小鼠腹腔原代巨噬细胞，给予oxLDL刺激以诱导泡沫细胞形成，油红O及BODIPY染色均显示，RNF128敲除后巨噬细胞中脂质沉积量明显减少。脂质内吞和外排实验结果表明，RNF128敲除组的Dil-oxLDL内吞能力明显降低，而对胆固醇流出无明显影响，说明巨噬细胞RNF128的敲除通过减少oxLDL的内吞而抑制泡沫细胞的形成。此外，研究者用腺病毒包装系统构建了RNF128的过表达腺病毒，利用腺病毒将RNF128基因转入腹腔原代巨噬细胞，发现巨噬细胞中过表达RNF128促进了oxLDL的内吞，从而加重脂质沉积。进一步构建RING结构域缺失的RNF128截断体，结果显示巨噬细胞RNF128对脂质内吞的调节依赖于RING结构域的酶活性。

为了探究巨噬细胞RNF128调节脂质稳态的具体靶点，研究者检测了细胞中清道夫受体及外排转运蛋白的表达，发现RNF128敲除能够在蛋白水平上促进SRB1的降解，过表达RNF128则会在蛋白水平上更加稳定SRB1的表达，对其他受体则无明显影响。接下来使用放线菌酮诱导蛋白降解，以探究RNF128是否参与调节SRB1蛋白的稳定性，结果显示RNF128敲除加速了SRB1的蛋白降解。进一步使用蛋白溶酶体途径降解抑制剂和蛋白酶体途径降解抑制剂，显示RNF128的敲除促进了SRB1蛋白酶体途径的降解。

为了阐明RNF128是否直接作用于SRB1蛋白，研究者利用HEK293T和腹腔原代巨噬细胞分别进行外源性CO-IP和内源性CO-IP实验，显示RNF128与SRB1发生特异性结合。激光共聚焦显微镜拍照显示，RNF128与SRB1在细胞内存在明显的共定位。因此认为SRB1蛋白是RNF128直接作用的靶点。为了更深入探索RNF128与SRB1的结合区域，分别构建了一系列RNF128与SRB1的截断突变体，CO-IP实验显示RNF128的PA结构域靶向结合SRB1的胞外结构域。

进一步探究显示，RNF128对SRB1的第478位赖氨酸发生K63位泛素化修饰，进而促进SRB1通过Rab11循环至细胞膜。

最后，研究者利用巨噬细胞RNF128特异性敲除小鼠，高脂喂养20w构建小鼠动脉粥样硬化模型，主动脉弓及分叉处原位影像、主动脉油红O染色、主动脉根部切片HE染色与油红O染色均显示巨噬细胞RNF128特异性敲除明显缓解ApoE^-/-小鼠斑块的进展。而巨噬细胞SRB1过表达则会加重ApoE^-/-RNF128^fl/flLyz2^cre小鼠斑块的进展，即SRB1参与介导了巨噬细胞RNF128对小鼠动脉粥样硬化进展的调控。

综上所述，该研究揭示了巨噬细胞E3泛素连接酶RNF128在AS进展中的重要作用。RNF128催化清道夫受体SRB1第478位赖氨酸处的K63泛素化修饰，促进SRB1在Rab11的介导下循环至细胞膜，导致SRB1对oxLDL的摄取增加，加剧了泡沫细胞的形成。因此，靶向抑制巨噬细胞RNF128对AS患者的病情控制具有潜在的临床治疗潜力。

山东大学齐鲁医院张澄教授、张猛教授和山东大学高成江教授为该论文共同通讯作者。山东大学齐鲁医院刘亚鹏博士为本文第一作者。该工作得到国家自然科学基金(No. 82270487, 82241203, 82200502)、山东省自然科学基金(ZR2023JQ030, 2021ZDSYS05, ZR2022QH089)等多项经费支持。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s44161-025-00622-4