Advanced Science | 解放军总医院姚咏明团队揭示RETREG1介导的内质网自噬维持脓毒症树突状细胞成熟与功能


脓毒症是重症监护病房患者的重要死亡原因,其不良预后与免疫失调密切相关,早期表现为过度炎症,随后转为持续的免疫抑制。树突状细胞(dendritic cell, DC)作为连接固有免疫与适应性免疫的抗原提呈细胞,其数量减少与功能衰竭同脓毒症免疫功能障碍相关。内质网(endoplasmic reticulum, ER)是免疫细胞维持功能稳态的重要细胞器,感染时内质网内错误折叠蛋白蓄积形成的ER应激是脓毒症的病理特征之一。受损内质网可经自噬被选择性降解,这一过程称为内质网自噬(reticulophagy或ER-phagy),而内质网自噬调节因子1(reticulophagy regulator 1, RETREG1)是首个被鉴定的介导内质网清除的自噬受体。然而RETREG1在脓毒症中的调控与功能长期不明。


Advanced Science | 解放军总医院姚咏明团队揭示RETREG1介导的内质网自噬维持脓毒症树突状细胞成熟与功能-南模生物

2026年3月24日,解放军总医院姚咏明团队在Advanced Science在线发表题为"RETREG1-Mediated Reticulophagy is Essential for Dendritic Cell Maturation and Function in Sepsis"的研究论文。该研究发现,ATF6作为转录因子驱动RETREG1表达,RETREG1介导的内质网自噬经EIF2AK3信号通路减轻过度ER应激,并抑制MARCH8依赖的主要组织相容性复合体II类(MHC-II)分子泛素化,从而维持DC的抗原提呈功能。

南模生物为该研究提供了Retreg1-KO小鼠模型。

内质网自噬伴随脓毒症早期DC的功能活化

研究团队用脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)刺激小鼠脾脏DC,发现刺激24小时后CD80、CD86及MHC-II表达上调、白细胞介素12(IL-12)分泌增加,DC呈现功能活化;刺激72小时后这些指标回落至基线,DC对T细胞的激活能力受到抑制。与DC功能的这一时相变化一致,RETREG1介导的内质网自噬在24小时增强,表现为RETREG1表达升高、LC3-II/LC3-I转化增强及内质网驻留蛋白SEC61B降解,而72小时时受到抑制。在盲肠结扎穿孔(cecal ligation and puncture, CLP)多微生物脓毒症模型中,DC活化与内质网自噬也呈现相似的时相响应。使用Retreg1敲除小鼠的离体DC实验显示,LPS刺激下Retreg1缺失使CD80、CD86、MHC-II表达和IL-12分泌下降,与之共培养的CD4+ T细胞增殖受损,IFN-γ/IL-4比值下降;而敲除同样在脓毒症中上调的另一内质网自噬受体TRIM13并不产生上述影响。

RETREG1经两条独立机制维持DC功能

进一步研究揭示了RETREG1维持DC功能的下游机制。其一,Retreg1缺失使LPS刺激下HSPA5、ATF4、DDIT3、p-EIF2AK3及p-EIF2A表达进一步升高,内质网肿胀扩张、活性氧(ROS)水平上升,提示RETREG1缺失加重了ER应激。使用EIF2A去磷酸化抑制剂Salubrinal可部分恢复Retreg1缺失DC的CD80、CD86、MHC-II表达。其二,质谱与免疫共沉淀分析显示,Retreg1缺失使MHC-II泛素化在LPS刺激下未能下降;蛋白酶体抑制剂MG132可恢复Retreg1缺失DC的MHC-II表达。RETREG1介导的内质网自噬调控膜相关RING-CH型指状蛋白8(MARCH8,一种介导MHC-II泛素化依赖性降解的连接酶);Retreg1缺失DC中MARCH8上调、其与MHC-II结合增强;环己酰亚胺追踪实验显示Retreg1缺失延长了MARCH8的半衰期。Salubrinal不影响两种基因型DC的MARCH8表达,提示该机制不依赖EIF2AK3-ATF4-DDIT3通路。

ATF6驱动RETREG1表达,患者样本印证内质网自噬缺陷

在上游调控层面,药理抑制与基因敲除实验显示,ATF6而非EIF2AK3-ATF4或ERN1-XBP1通路,参与调控LPS刺激下DC中RETREG1的表达。双荧光素酶报告与CUT-Tag实验证实ATF6可直接结合RETREG1启动子区,删除结合位点后ATF6对RETREG1的转录激活作用消失。相应地,DC特异性敲除Retreg1或全身敲除Atf6的小鼠在实验性脓毒症中DC功能受损,免疫抑制与多器官损伤加重,生存率下降。在临床层面,研究团队纳入脓毒症患者队列并结合单细胞生物信息学分析,发现死亡组外周血DC的RETREG1 mRNA水平和内质网自噬活性低于存活组,提示DC内质网自噬缺陷与人类脓毒症的发展相关。

综上所述,此研究阐明了ATF6依赖的RETREG1表达经内质网自噬调控脓毒症中DC成熟与功能的机制:RETREG1一方面经EIF2AK3-ATF4-DDIT3通路减轻过度ER应激,另一方面经降解MARCH8维持MHC-II表达。该研究为理解脓毒症免疫抑制的分子机制提供了新的视角,也为脓毒症并发症的治疗策略提供了潜在方向。



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