Neddylation（一种蛋白质修饰过程）能够缓解细胞骨架的张力，从而在小鼠蜕膜化过程中促进初级纤毛的形成

《Cell Communication and Signaling》：Neddylation relieves cytoskeletal tension to permit primary cilia formation during mouse decidualization

小鼠蜕膜化过程中neddylation通过激活Cul3-RhoA轴调控细胞重塑与纤毛生成

　　

摘要

背景

蜕膜化过程需要基质细胞的重新编程以建立妊娠状态，但调控细胞骨架重塑的上游机制仍不清楚。虽然初级纤毛引导这一转变，然而基质细胞如何整合翻译后修饰来调节纤毛生成的机制仍不清楚。本研究旨在探讨类泛素修饰蛋白neddylation在协调小鼠蜕膜化过程中所需的结构和转录可塑性方面的作用。

方法

我们在人工诱导的小鼠蜕膜化模型中使用了NAE抑制剂MLN4924。为了解析其潜在的分子机制，我们结合了药物阻断技术和对小鼠子宫基质细胞中Uba3和Cul3基因的基因沉默。我们利用RNA测序技术绘制了全局转录组图谱，并通过实时PCR、免疫荧光和Western blotting技术评估纤毛动态和细胞骨架结构。此外，我们还使用了纤毛生成抑制剂Ciliobrevin A (CBA)来研究初级纤毛与蜕膜化之间的功能联系。最后，我们使用了RhoA（Rhosin）和ROCK（Y27632）的小分子抑制剂以及微管稳定剂Tubastatin A（TubA）进行了 rescue 实验，以剖析小鼠蜕膜化过程中观察到的表型所依赖的具体机械转导通路。

结果

我们发现neddylation是蜕膜化过程中基质细胞重塑的关键调节因子。药物抑制和基因沉默显著抑制了初级纤毛的形成，并损害了蜕膜化反应。转录组分析显示，neddylation的抑制会异常重新激活激素抑制的肌动蛋白-肌球蛋白收缩相关基因，尤其是Myl9。从机制上讲，neddylation选择性地激活E3连接酶Cullin 3 (Cul3)，使其靶向RhoA进行降解。这一通路的破坏会导致RhoA积累和肌动蛋白-肌球蛋白过度收缩，从而形成抑制纤毛生成的刚性细胞骨架环境。值得注意的是，通过Rhosin或Y27632缓解细胞骨架张力或通过TubA稳定微管，能够在功能上修复蜕膜化缺陷，克服上游的转录失调问题。

结论

这些发现证实了Cul3-RhoA轴是一个关键的机械检查点，它将蛋白质修饰与妊娠成功所需的细胞可塑性联系起来。通过维持有利于纤毛生成的低张力状态，neddylation确保了蜕膜化程序的正常执行。此外，我们的数据提示了相关的生殖风险，并强调了neddylation-纤毛轴作为蜕膜化障碍治疗的新理论靶点。