Neddylation修饰通过拮抗LC3B泛素化降解促进皮肤自噬并延缓衰老的机制研究

时间：2025年4月11日

来源：Proceedings of the National Academy of Sciences

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本研究揭示了UBE2M介导的LC3B蛋白neddylation修饰在皮肤衰老中的关键作用。通过构建Ube2m^+/−小鼠模型，发现neddylation通过抑制VHL/BIRC6介导的LC3B泛素化降解，维持自噬（autophagy）活性，从而延缓细胞衰老（senescence）。该发现为皮肤衰老干预提供了新靶点。

UBE2M在皮肤衰老中的关键作用
研究发现UBE2M在皮肤组织中呈现年龄依赖性下降，与自噬标志物LC3B减少和p62积累呈显著相关。通过构建Ube2m^+/−小鼠模型，观察到3月龄小鼠即出现毛发稀疏、表皮变薄等典型衰老表型，同时伴随LC3B表达降低和自噬活性受损。在细胞实验中，UBE2M敲除导致角质形成细胞衰老相关分泌表型（SASP）因子IL-6、IL-8等显著升高。

LC3B的neddylation修饰机制
研究首次鉴定LC3B为neddylation修饰靶点，确认UBE2M是介导该修饰的关键E2酶。通过质谱和突变分析，发现K42是LC3B主要neddylation位点，该位点在进化上高度保守。进一步研究表明，CUL2-RBX1和CUL4B-RBX1复合物作为E3连接酶参与LC3B的neddylation过程。有趣的是，LC3B的磷脂酰乙醇胺（PE）结合是其发生neddylation的必要前提。

分子调控机制解析
neddylation修饰通过空间位阻效应减弱LC3B与泛素E3连接酶VHL/BIRC6的相互作用，从而抑制K51位点的泛素化修饰。UBE2M缺失或MLN4924处理导致LC3B泛素化增强，通过蛋白酶体途径加速降解。值得注意的是，双突变体K42R-K51R的稳定性与野生型相当，证实neddylation与泛素化在K42/K51位点存在竞争性修饰。

自噬调控与衰老表型
neddylation缺陷显著降低基础自噬和饥饿诱导的自噬流（autophagy flux）。在功能挽救实验中，野生型LC3B可部分逆转UBE2M缺失引起的衰老表型，而K42R突变体挽救效果较弱。Halo-mGFP报告系统显示，UBE2M过表达增强自噬流，而MLN4924处理则产生抑制作用。值得注意的是，ATG5敲除细胞的实验表明，UBE2M还可能通过自噬非依赖途径参与衰老调控。

临床转化意义
该研究阐明了neddylation-自噬轴在皮肤衰老中的调控机制，为年龄相关疾病干预提供了新思路。鉴于UBE2M在衰老过程中的表达下降，靶向LC3B neddylation可能成为延缓皮肤衰老的潜在策略。未来研究需进一步揭示neddylation是否影响LC3B与其他自噬相关蛋白的相互作用，以及其在器官水平衰老调控中的作用。