Regulation antiviraler Immunität und autoimmuner Entzündungsreaktionen durch das deubiquitinierende Enzym USP15
Zusammenfassung der Projektergebnisse
USP15 ist ein deubiquitinierendes Enzym, von dem zuvor berichtet wurde, dass es für die Typ-I-IFN-Induktion im Zusammenhang mit Neuroinflammationen von entscheidender Bedeutung ist, wobei das Fehlen von USP15 bei Mäusen vor zerebraler Malaria schützt und Symptome experimenteller autoimmuner Encephalomyelitis (EAE) verringert. Dies und die Beobachtung, dass USP15 durch verschiedene Krankheitserreger-assoziierte Gefahrensignale induziert ist, lassen auf eine allgemeine Rolle von USP15 bei der IFN-Reaktion schließen. Allerdings lieferte die Infektion neu erzeugter USP15-ko-Mäuse mit VSV, einem typischen IFN-empfindlichen Virus, keinen Hinweis auf eine veränderte Überlebensrate. Ebenso konnten wir die veränderte TRIM25-Ubiquitinierung, die beim Verlust von USP15 beschrieben wurde, nicht validieren. Ebenso wurde bei experimentell induzierter mesialer Temporallappenepilepsie kein Effekt durch das Fehlen von USP15 beobachtet. Dies war auch nicht der Fall, wenn die Deletion später induziert wurde, um potentielle kompensatorische Mechanismen auszuschließen. Bemerkenswert ist, dass bei USP15-KO-Mäusen ein verringertes Körpergewicht und eine verringerte Körpergröße beobachtet wurde, was auf Stoffwechselveränderungen schließen lässt. Die Differenzierung der Fettzellen war unverändert und dementsprechend hatte die durch Adipo-Cre vermittelte Deletion von USP15 in Fettzellen keinen Einfluss auf das Körpergewicht. Trotz der verringerten Körpergröße wurde die Knochenentwicklung durch den Verlust von USP15 nicht beeinträchtigt. Bemerkenswerterweise beobachteten wir, dass USP15-/- Mäuse eine erhöhte orale Glukosetoleranz und Insulinsensitivität, veränderte IGFBP1-Genexpression und PKB-Aktivierungsprofile aufwiesen. Zusammenfassend stellten wir fest, dass USP15 eine wichtige Rolle bei der Insulin/IGF-kontrollierten Glukosehomöostase und Wachstumskontrolle spielt. Eine unvoreingenommene RNA-Profilierung von USP15 WT- und KO-Lebergewebe nach 4-stündigem „Starving“ deckte die deregulierte Expression mehrerer mit dem Stoffwechsel assoziierter Gene auf. Um die molekularen Mechanismen zu bestimmen, wurden eine Analyse des gesamten Proteoms, eine unvoreingenommene vergleichende Analyse des Ubiquitinoms mittels DiGly-Analyse und eine Interaktomanalyse durchgeführt. Die Ergebnisse werden derzeit genauer untersucht, um die Mechanismen zu entschlüsseln, die der Rolle von USP15 im Stoffwechsel zugrunde liegen. Es wurde eine deutliche Deregulierung der MACROD1-Proteinspiegel festgestellt. Obwohl dieses Protein mit der mitochondrialen Homöostase assoziiert war, konnten bei der morphologischen und EM-Untersuchung der Muskeln von WT- und USP15-KO-Mäusen keine Veränderungen der Muskel- oder Mitochondrienmorphologie detektieren. Allerdings könnte Macrod1 auch eine Rolle bei der RNA-Prozessierung spielen, eine Funktion, die im Hinblick auf die identifizierten hochsignifikanten spliceosomalen Interaktionen von USP15 eine herausragende Rolle zu spielen scheint.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Untersuchung von gendefizienten Mäusen und molekulare Analysen zur Funktion und Regulation der Ubiquitin Isopeptidase USP15
Solveig Mosthaf
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Downregulation of Ubiquitin-Specific Protease 15 (USP15) Does Not Provide Therapeutic Benefit in Experimental Mesial Temporal Lobe Epilepsy. Molecular Neurobiology, 61(4), 2367-2389.
Häussler, Ute; Neres, João; Vandenplas, Catherine; Eykens, Caroline; Kadiu, Irena; Schramm, Carolin; Fleurance, Renaud; Stanley, Phil; Godard, Patrice; de Mot, Laurane; van Eyll, Jonathan; Knobeloch, Klaus-Peter; Haas, Carola A. & Dedeurwaerdere, Stefanie
