タンパク質のリサイクル異常が心臓の健康に悪影響を与える(A disrupted protein recycling process can harm heart health)

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2025-02-04 マックス・プランク研究所

マックス・プランク研究所の研究者たちは、細胞内のタンパク質リサイクルプロセスの障害が心臓の健康に悪影響を及ぼすことを明らかにしました。細胞は、不要になったり損傷したタンパク質を分解し、新しいタンパク質の構築に再利用することで機能を維持しています。このプロセスが正常に行われないと、細胞内に損傷したタンパク質が蓄積し、特に心筋細胞の機能不全や心不全のリスクが高まる可能性があります。研究チームは、特定の酵素の活性低下がこのリサイクルプロセスの障害に関与していることを発見しました。この知見は、心臓病の新しい治療法の開発につながる可能性があります。

<関連情報>

脱ユビキチン化酵素USP5は心筋細胞におけるタンパク質凝集体の蓄積を防ぐ The deubiquitinase USP5 prevents accumulation of protein aggregates in cardiomyocytes

Yvonne Eibach, Silke Kreher, Mareike S. Poetsch, Ay Lin Kho, […], and Thomas Braun
Science Advances  Published:22 Jan 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ado3852

タンパク質のリサイクル異常が心臓の健康に悪影響を与える(A disrupted protein recycling process can harm heart health)

Abstract

Protein homeostasis is crucial for maintaining cardiomyocyte (CM) function. Disruption of proteostasis results in accumulation of protein aggregates causing cardiac pathologies such as hypertrophy, dilated cardiomyopathy (DCM), and heart failure. Here, we identify ubiquitin-specific peptidase 5 (USP5) as a critical determinant of protein quality control (PQC) in CM. CM-specific loss of mUsp5 leads to the accumulation of polyubiquitin chains and protein aggregates, cardiac remodeling, and eventually DCM. USP5 interacts with key components of the proteostasis machinery, including PSMD14, and the absence of USP5 increases activity of the ubiquitin-proteasome system and autophagic flux in CMs. Cardiac-specific hUSP5 overexpression reduces pathological remodeling in pressure-overloaded mouse hearts and attenuates protein aggregate formation in titinopathy and desminopathy models. Since CMs from humans with end-stage DCM show lower USP5 levels and display accumulation of ubiquitinated protein aggregates, we hypothesize that therapeutically increased USP5 activity may reduce protein aggregates during DCM. Our findings demonstrate that USP5 is essential for ubiquitin turnover and proteostasis in mature CMs.

医療・健康
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