J Clin Invest 山东大学齐鲁医院张澄/张猛教授团队发现E3泛素连接酶Listerin调控动脉粥样硬化进展的新机制

动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)是全球范围内致病和致死的首要原因，其特征是动脉壁内膜中脂质过度沉积。巨噬细胞衍生的泡沫细胞在动脉粥样硬化(AS)斑块的形成和发展过程中扮演着核心角色。巨噬细胞主要通过清道夫受体(如SRA1、SRB1及CD36)识别、结合并摄取修饰型低密度脂蛋白，同时依赖三磷酸腺苷结合盒转运体ABCA1和ABCG1介导细胞内胆固醇外流。巨噬细胞脂质摄取和外流的不平衡共同导致泡沫细胞形成、炎症反应以及动脉粥样硬化斑块进展。LTN1 (哺乳动物中称为Listerin)是一种在真核生物中高度保守的、具有Ring结构域的E3泛素连接酶，尤其在真菌核糖体质量控制(RQC)通路中发挥关键作用，负责泛素化并引导核糖体停滞产生的截短蛋白经蛋白酶体降解。近年研究表明，Listerin在哺乳动物中可能还具有独立于RQC系统的生物学功能，其在动脉粥样硬化进展中的作用机制也尚属未知。

2025年6月17日，山东大学齐鲁医院张澄教授、张猛教授团队与高成江教授团队合作在The Journal of Clinical Investigation 上发表了题为“E3 ubiquitin ligase Listerin regulates macrophage cholesterol efflux and atherosclerosis by targeting ABCA1”的研究论文。该研究首次阐明，E3泛素连接酶Listerin通过介导胆固醇外流关键转运蛋白ABCA1的泛素化修饰及稳定，正向调控巨噬细胞胆固醇外流能力，进而抑制泡沫细胞形成和动脉粥样硬化进展。这一发现不仅揭示了Listerin在动脉粥样硬化中的新功能及其靶向ABCA1的分子机制，也为开发针对ASCVD的新型治疗策略提供了重要的潜在靶点。 

该研究首先通过对单细胞测序及RNA-seq数据集的分析，发现Listerin的表达水平随动脉粥样硬化(AS)进展呈逐步上调趋势；这一发现在小鼠和人类斑块组织的巨噬细胞中得到实验验证，证实巨噬细胞Listerin表达与斑块发展呈正相关。 

为探究其功能，研究者构建了巨噬细胞特异性Listerin敲除小鼠模型，分离同窝对照鼠与基因敲除鼠的原代腹腔巨噬细胞，经氧化低密度脂蛋白(oxLDL)刺激诱导泡沫细胞形成。油红O染色显示，Listerin缺失显著增加细胞内脂质沉积；脂质代谢实验进一步表明，敲除Listerin后巨噬细胞的胆固醇外流能力明显受损，而脂质摄取与合成未受影响，证明其通过特异性抑制胆固醇外排促进泡沫细胞形成。相反，利用腺病毒载体过表达Listerin可显著增强胆固醇外流并减少脂质积累。通过构建RING结构域缺失突变体，研究者证实该调控作用严格依赖Listerin的E3泛素连接酶活性。

为解析分子机制，蛋白质组学分析发现Listerin敲除导致胆固醇外排关键转运蛋白ABCA1表达显著下调。深入研究表明，Listerin在蛋白质水平(而非转录水平)维持ABCA1稳定性(放线菌酮追踪实验证实)。通过特异性抑制剂阻断不同降解途径，研究者揭示Listerin缺失通过促进ABCA1经ESCRT-溶酶体途径降解(而非蛋白酶体或钙蛋白酶途径)降低其稳定性，该现象在HRS-KO细胞系得到进一步证实。 

为了阐明Listerin和ABCA1蛋白的相互作用，研究者分别利用HEK293T和腹腔原代巨噬细胞分别进行外源性CO-IP和内源性CO-IP实验，显示Listerin可与ABCA1发生特异性结合。激光共聚焦显微镜拍照显示，Listerin与ABCA1在细胞膜表面存在明显的共定位，且在人的PBMC及冠状动脉斑块中均发现巨噬细胞Listerin及ABCA1在随AS进展表达明显上调。通过构建系列截断体，研究者鉴定出ABCA1的NBD1和RD2结构域为Listerin关键结合区域。 

进一步探究显示，Listerin促进ABCA1的第1884位和1957位赖氨酸发生K63位泛素化修饰，进而抑制ABCA1通过ESCRT溶酶体途径进行降解。 

最后，研究者利用巨噬细胞Listerin特异性敲除小鼠，高脂喂养16w构建小鼠动脉粥样硬化模型，主动脉弓及分叉处原位影像、主动脉整体油红O染色、主动脉根部切片HE染色与油红O染色均显示巨噬细胞Listerin特异性敲除明显加重ApoE-/-小鼠斑块的进展，反之巨噬细胞Listerin过表达减缓AS进展，而Listerin对AS的调控作用依赖于ABCA1。 

综上所述，该研究揭示了巨噬细胞E3泛素连接酶Listerin在AS进展中的重要作用。Listerin催化ABCA1第1884位及1957位赖氨酸发生K63泛素化修饰，抑制其通过ESCRT-溶酶体进行降解，导致巨噬细胞胆固醇外排增强，减缓泡沫细胞的形成。因此，靶向激动巨噬细胞Listerin对AS患者的病情控制具有潜在的临床治疗潜力。 

山东大学齐鲁医院张澄教授、张猛教授、山东大学免疫基础医学院高成江教授为该文的共同通讯作者。山东大学齐鲁医院心内科博士后曹磊、张杰和俞力雯是该文的共同第一作者。该工作获得国家自然科学基金(No. 82270487, 81920108003, 82241203, 82200502, 82400492 and 82200507)、山东省自然科学基金(ZR2023JQ030, 2021ZLGX02, 2021ZDSYS05)等多项经费支持。

原文链接：

https://www.jci.org/articles/view/186509