IF 14.6文獻分享：山大團隊揭示PRMT1改善腦缺血再灌注損傷機制
研究背景
受體相互作用蛋白激酶1（RIPK1）在腦缺血再灌注（I/R）損傷的壞死和凋亡調控中起著重要作用，但其激酶活性在缺血性腦卒中中的調節(jié)機制尚不清楚。山東大學基礎醫(yī)學院劉慧青教授、高成江教授、陳琳副教授團隊在Acta Pharmaceutica Sinica B (IF 14.6)上發(fā)表文章“The protein arginine methyltransferase PRMT1 ameliorates cerebral ischemia–reperfusion injury by suppressing RIPK1mediated necroptosis and apoptosis”，發(fā)現PRMT1通過抑制RIPK1激活來阻斷壞死和凋亡，從而防止I/R損傷，并表明PRMT1將成為治療缺血性卒中的潛在靶點。
· 維真助力 - AAV ·
實驗動物：8-10周齡雄性野生型C57BL/6小鼠
病毒產品：AAV9-hSyn-PRMT1、AAV9-EV
注射方式：立體定位注射-左側皮質
病毒用量：2 μL（1.0×10^13 vg/mL）
結果展示
1. PRMT1通過促進RIPK1 R658甲基化抑制RIPK1自磷酸化
作者發(fā)現腦I/R損傷后PRMT1蛋白水平下調，并與p-RIPK1呈負相關。在OGD/R處理的PC12細胞中，PRMT1的藥物抑制和基因敲除增強了壞死和凋亡，但PRMT1過表達抑制RIPK1介導的壞死和凋亡，并發(fā)現PRMT1通過抑制RIPK1的激活，減輕了OGD/R誘導的PC12細胞壞死和凋亡。機制研究發(fā)現PRMT1與RIPK1直接相互作用，通過促進RIPK1 R658甲基化抑制RIPK1自磷酸化，表明PRMT1通過催化R658處的RIPK1精氨酸甲基化發(fā)揮其神經保護作用。
圖1. PRMT1通過促進RIPK1的甲基化來抑制其自身磷酸化
2. PRMT1的藥物抑制或基因消融加重了MCAO/R小鼠的腦損傷
為了進一步研究PRMT1在體內腦I/R損傷中的潛在作用，作者在MCAO/R前30分鐘將MS023（PRMT1的抑制劑）注射至小鼠腦室內。發(fā)現MS023處理明顯增加了MCAO/R誘導的神經功能缺損評分和梗死體積，加重了海馬和皮質神經元形態(tài)損傷，增加了TUNEL陽性細胞數量。此外MS023進一步增加了I/R腦組織中p-RIPK1（S166）、p-MLKL（S345）和活化型Caspase-3蛋白水平，以及IL-1β、IL-6和TNF-α等促炎細胞因子的mRNA水平。作者還構建了Prmt1神經元條件性敲除小鼠（Prmt1 CKO），然后對Prmt1 CKO小鼠和WT對照進行了2小時MCAO和24小時再灌注。同樣發(fā)現PRMT1缺乏會增加神經功能缺損評分、梗死體積和TUNEL陽性細胞比例，提高p-RIPK1（S166）、p-MLKL（S345）和活化型Caspase-3蛋白水平。這些數據表明Prmt1的藥物抑制或基因敲除加劇了腦I/R損傷。
圖2. PRMT1缺乏加劇了腦I/R損傷
3.PRMT1過表達可減輕MCAO/R所致的腦損傷
基于神經元中PRMT1的明顯下調，作者通過將AAV-PRMT1注射至小鼠腦中過表達PRMT1，并通過腦切片中的GFP熒光和皮質組織的蛋白質印跡分析評估了PRMT1過表達的效率。實驗結果顯示PRMT1過表達顯著減輕了MCAO/R小鼠的腦I/R損傷。此外在MCAO/R后，PRMT1過表達小鼠中TUNEL陽性細胞的比例低于對照小鼠。同時PRMT1過表達抑制了I/R腦組織中RIPK1及其下游信號p-MLKL的激活（S345）和活化型Caspase-3蛋白水平，降低了MCAO/R后缺血腦組織中促炎細胞因子的mRNA水平。
圖3. AAV-PRMT1改善MCAO/R所致的腦損傷
實驗結論
本研究發(fā)現PRMT1是腦I/R損傷后RIPK1依賴性凋亡和壞死的調節(jié)因子，在機制上PRMT1直接靶向RIPK1并介導其修飾，抑制RIPK1的二聚化和磷酸化，從而減輕RIPK1依賴性凋亡和壞死。腦I/R損傷引發(fā)PRMT1的下調，促進RIPK1的激活，加重腦損傷。鑒于PRMT1在腦I/R損傷中的關鍵作用，PRMT1將成為治療中風的潛在治療靶點。
