
Circulation:

揭示异常蛋白质聚集与心脏病之间的关系
异常蛋白质聚集(Aberrant Protein Aggregation,APA)是多种人类疾病中的一个普遍现象,包括神经退行性疾病、糖尿病和心脏疾病。APA与蛋白质质量控制的不足有关,形成恶性循环。心脏疾病中,JAK-STAT信号通路的激活与心脏肥大和缺血/再灌注损伤等心脏病理过程有关。

2024年10月发表于心脏病权威期刊《Circulation》,题为“Sustained but Decoyed Activation of the JAK1-STAT Pathway by Aberrant Protein Aggregation Exacerbates Proteotoxicity”的研究论文提供了APA在心脏疾病中的作用机制的新见解,并提出了可能的治疗靶点。该研究首次表明APA将心肌中的Ser727-磷酸化STAT1(p-STAT1)劫持到异常蛋白质聚集体中,导致JAK-STAT通路的持续但欺骗性的激活,进而加剧APA和蛋白质毒性。抑制JAK1激酶活性可以打破这一恶性循环,为治疗APA依赖性疾病提供了一种新的策略。
研究发现:异常蛋白质聚集导致JAK-STAT通路的持续但截短的激活,这种激活未能激活负反馈基因(SOCS1/2/3),导致JAK-STAT通路的初始步骤持续激活。p-STATs被纳入聚集体中,进一步加剧了APA,形成恶性循环。
研究中的实验结果包括:
在CRYABR120G(R120G)转基因小鼠中,与非转基因同胞相比,心肌中的Ser727-磷酸化STAT1(p-STAT1)、STAT1、p-STAT1/STAT1比率、STAT3和STAT6蛋白水平显著增加,而这些小鼠在1个月和3个月大时心脏APA普遍存在,但尚未出现明显的心力衰竭。
R120G转基因小鼠中,JAK-STAT通路的负反馈调节基因(SOCS1/2/3)的蛋白和mRNA水平并未增加。
全基因组RNA测序数据显示,JAK-STAT通路基因在差异表达基因中并不富集。
在心脏过度表达7个氨基酸(R173-E179)缺失突变体desmin(D7-Des)的小鼠中也观察到了类似的p-STAT1和STAT1的增加。

代表性Western Blot数据,说明可溶性及非可溶性STAT1的表达。Stain-Free免染总蛋白作为上样控制(L.C.,Loading Control)。完整图片及相关数据请查阅文献:doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.124.0700

论文中的Western Blot实验使用了两种内参:GAPDH及Stain-Free总蛋白,以在不同条件下获得Western Blot的定量数据。使用GAPDH作为内参是Western Blot的常规操作,但在某些样品中或实验处理条件下,传统内参(例如GAPDH)的表达会出现不稳定的情况,那么总蛋白内参就是一种更优选择。在本研究中,作者使用了Stain-Free免染技术获得的内参作为GAPDH的替代,从而确保Western Blot实验的准确性。随着对管家蛋白稳定性的质疑日益增加,Stain-Free技术提供了一种更可靠的替代方案。
Stain-Free技术通过UV检测预染色的凝胶,实现了对总蛋白量的直接和定量评估。这种方法不仅适用于传统的Western Blot分析,还能够在多种实验条件下提供准确的蛋白加载控制。随着Stain-Free技术的推广,它有望成为新的标准操作程序,为生命科学及医学研究提供更可靠的数据支持。


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献
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* 本产品仅用于科研用途,不用于临床诊断。

