动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)所致心血管疾病是一种严重威胁人类生命健康并且具有高致残率和高致死率的常见慢性疾病。长期以来，高密度脂蛋白(HDL)被认为是AS和心血管疾病的独立保护因素，其可通过胆固醇逆向转运(RCT)、抗炎、抗氧化、保护血管内皮细胞、抗血栓形成等多种途径，阻抑AS的发生发展。SR-BI是HDL公认的细胞膜受体。肝脏SR-BI可促进HDL介导RCT，降低HDL-C水平，调节HDL代谢，阻抑AS进程。肝SR-BI作为调控HDL功能及代谢的重要靶标，如何靶向调控其表达始终是HDL代谢领域亟待解决的难题。
2023年10月19日，复旦大学徐延勇研究员团队与首都医科大学附属朝阳医院李晶副教授团队在Developmental Cell在线发表题为“Hepatocytic lipocalin-2 controls HDL metabolism and atherosclerosis via Nedd4-1-SR-BI axis in mice”的研究论文，该研究发现肝细胞源分泌蛋白Lcn2通过降低Nedd4-1介导SR-BI K500和K508位点的泛素化，阻抑SR-BI降解，改善HDL代谢，促进RCT，抑制高脂饮食诱导小鼠的AS进程。
图片来源：《Developmental Cell》
（https://doi.org/10.1016/j.devcel.2023.09.007）
研究材料
C57BL/6J小鼠、Ldlr-/-小鼠、Lcn2fl/fl小鼠、Lcn2-/-小鼠、Srb1fl/fl小鼠、Srb1Hep-/-小鼠等多个小鼠模型和携带Srb1（K500A K508A）突变的HepG2细胞模型（该双点突变的纯合HepG2细胞系由赛业生物提供）等进行实验。
研究方法
该研究使用了多种技术方法，包括：QPCR、Co-IP、Western blot、邻位连接技术（PLA）、蛋白质液相色谱和组学分析等技术。
技术路线
1、人类和小鼠肝脏Lcn2 mRNA的表达与血浆HDL-C水平呈负相关
2、肝脏Lcn2通过SR-BI改善HDL代谢和RCT
3、Lcn2通过SR-BI维持HDL的抗炎功能，从而改善了HDL的代谢
4、Lcn2通过阻断nedd4-1介导的SR-B1在K500和K508位点的泛素化来改善HDL的代谢
研究结果
该研究首先在临床上发现人类肝脏Lcn2 mRNA的表达与血浆血浆高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平呈负相关，并在体外人原代肝细胞上和小鼠体内进行验证，与人类数据一致，在C57BL/6J小鼠中，肝脏Lcn2 mRNA水平与血浆HDL-C水平也呈负相关。在小鼠肝细胞中过表达Lcn2增加了SR-BI蛋白的表达和肝细胞HDL的摄取。
图1 Lcn2通过上调SR-BI的表达来增强肝细胞对HDL的摄取[1]
为了进一步探究Lcn2通过上调SR-BI的表达来增强肝细胞对HDL的摄取的具体机制，研究人员检查了mRNA和蛋白质稳定性。发现Nedd4-1在K500和K508处泛素化SR-BI，并可被Lcn2阻断，Lcn2在体内和体外都能调节肝细胞中的SR-BI泛素化。
图2 肝细胞Lcn2通过Nedd4-1调控SR-BI泛素化[1]
为了研究Nedd4-1调控SR-BI泛素化的潜在机制，研究人员在SR-BI的C端可能检测了NEDD4介导的泛素化位点。经过筛选，研究人员发现只有两个候选泛素化位点（K500A和K508A）的同时突变才能消除人类的诱导SR-BI被Nedd4-1泛素化。
图3 Lcn2结合SR-BI的C端，阻断nedd4-1介导的K500和K508泛素化[1]
为了研究Nedd4-1介导的SR-B1泛素化是否是Lcn2调控SR-BI蛋白稳定性和HDL代谢所必需的，研究人员生成了SR-BI（K500A/ K508A）位点突变的(Srb1MutI/Mut)HepG2细胞（该双点突变的纯合HepG2细胞系由赛业生物提供）和(Srb1MutI/Mut)小鼠，研究发现在突变细胞和突变小鼠中Lcn2对HDL代谢的改善效果被消除。
图4 肝细胞Lcn2通过调节nedd4-1介导的SR-B1在K500和K508处的泛素化来改善HDL的代谢[1]
研究结论
该研究发现肝细胞源分泌蛋白Lcn2通过降低Nedd4-1介导SR-BI K500和K508位点的泛素化，阻抑SR-BI降解，改善HDL代谢，确定了从Lcn2到HDL的调控轴，并证明肝细胞Lcn2可能是改善HDL代谢以治疗动脉粥样硬化性心血管疾病的有希望的靶点。
参考文献：
[1]Hu, Shuwei et al. “Hepatocytic lipocalin-2 controls HDL metabolism and atherosclerosis via Nedd4-1-SR-BI axis in mice.” Developmental cell vol. 58,21 (2023): 2326-2337.e5. doi:10.1016/j.devcel.2023.09.007
