Evidence of an unprecedented cytoplasmic function of DDX11, the Warsaw breakage syndrome DNA helicase, in regulating autophagy.
研究背景
华沙断裂综合征（WABS）是罕见的基因不稳定障碍，特征有生长限制、小头畸形等，其分子机制不明。DDX11是参与DNA复制等过程的解旋酶，双等位基因突变会导致WABS。鉴于其他神经发育障碍与自噬 - 溶酶体降解途径缺陷有关，本研究探讨DDX11在自噬过程中的潜在作用。
方法速览
- 细胞培养和转染：用WABS患者来源成纤维细胞和DDX11敲除的RPE - 1细胞，转染表达DDX11或其突变体质粒进行功能恢复实验。
- 蛋白质印迹分析：检测LC3脂化水平等自噬相关蛋白表达。
- 免疫荧光和共聚焦显微镜：观察LC3等的亚细胞分布。
- 接近连接实验（PLA）：检测DDX11与SQSTM1的相互作用。
- 共免疫沉淀实验：验证DDX11与SQSTM1及其他自噬相关蛋白的相互作用。
主要发现
- DDX11缺失导致自噬受损：在WABS患者来源细胞和DDX11敲除的RPE - 1细胞中，LC3脂化减少，用BAF A1抑制自噬途径时，DDX11敲除细胞中LC3 - II水平未增加，表明自噬在自噬体形成阶段受损。
- DDX11促进自噬体形成：DDX11敲除细胞中，LC3脂化减少，自噬体和自噬溶酶体数量减少，自噬体成熟受阻。
- DDX11与SQSTM1协同调节自噬：DDX11与SQSTM1存在功能相互作用，支持LC3修饰。在SQSTM1敲低的DDX11敲除细胞中，重新表达DDX11无法恢复LC3脂化，证实二者在细胞质中相互作用。
- DDX11调节ATG16L1定位：DDX11敲除细胞中，ATG16L1结构在核周区域聚集，重新表达DDX11可逆转。DDX11缺失不影响ATG5 - ATG12 - ATG16L1复合物形成，但影响ATG16L1与LC3和SQSTM1的结合。
总结展望
本研究揭示了DDX11在细胞质中的新功能，即通过与SQSTM1相互作用调节自噬，为WABS发病机制提供新见解，有潜在治疗靶点价值。不过研究主要基于细胞系模型，需在动物模型中验证，且DDX11自噬调节具体机制待进一步研究。