众所周知，当我们的身体遭遇严重感染时，免疫系统的中性粒细胞会作为第一道防线，释放出网状的中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）来捕获病原体。然而，过量的免疫反应反而会损伤自身组织，加剧脓毒症的恶化。

研究之初，团队观察到一个关键现象：临床脓毒症患者和盲肠结扎穿孔（CLP）小鼠模型的外周血中，NETs特征成分水平显著升高（图一C、D），且与Acod1的基因表达密切相关。通过转录组和代谢组分析发现，脓毒症状态下，中性粒细胞中Acod1的表达量大幅上升（图一A），其代谢产物衣康酸（ITA）的水平也同步升高（图一B）。更有趣的是，Acod1的mRNA水平与NETs标志物呈显著负相关（图一E、F），且与脓毒症严重程度（SOFA评分、APACHE II评分）同样负相关（图一G、H）——这暗示Acod1可能是抑制NETs过度形成的“保护因子”。

图一

为验证Acod1的作用，团队构建了Acod1基因敲除小鼠模型，并诱导脓毒症。结果令人震惊：敲除Acod1的小鼠7天存活率显著下降，肺、肝、肾等器官损伤更严重（图二A），外周血中促炎因子（TNF-α、IL-6）水平大幅上升（图二B），加剧炎症、器官损伤并降低生存率（图二C）。各项数据充分证明Acod1缺失会加剧脓毒症进程。

图二

Acod1是如何发挥作用的？其实Acod1可以催化乌头酸脱羧，产生衣康酸（ITA），且已有研究表明Acod1蛋白的H159、L272、H277位点是直接参与ITA生产的活性功能表位。所以作者将野生型和一系列Acod1突变质粒转染到Acod1敲除细胞中，结果发现H159、L272、H277突变体（不产生ITA）导入后，此时NETs水平依旧不受抑制；而能过量产生ITA的N152S突变体，则能显著降低NETs（图三A、B）。体外实验进一步证实，外源性添加ITA或其衍生物4-OI，能浓度依赖性地抑制LPS诱导的NETs生成，其中10mM ITA可使NETs标志物减少50%以上（图三C、D）。这些结果明确了：Acod1并非直接作用，而是通过生成ITA来调控NETs形成。

图三

已经证明，Acod1通过生成ITA来调控NETs形成，但是又是如何调节的呢？NETs形成的核心步骤是PAD4酶催化组蛋白瓜氨酸化。团队发现，Acod1/ITA并不影响PAD4的转录，而是加速其蛋白降解（图四A-F），而泛素-蛋白酶体系统（UPS）和自噬是细胞内蛋白质降解的主要途径。通过 cycloheximide（CHX）追踪实验，证实Acod1过表达使PAD4的半衰期从24小时缩短至9小时（图四G），且这一过程可被蛋白酶体抑制剂MG132阻断（图四H）。

图四

进一步研究发现，这是由于Acod1/ITA促进了PAD4的K48型多泛素化——这种修饰会引导蛋白质进入蛋白酶体降解途径。谁是这场“降解大戏”的关键执行者？蛋白质组学分析揭示，E3泛素连接酶UBR5与PAD4存在相互作用（图五A），CoIP实验显示UBR5主要结合PAD4的C端结构域（aa523-663）（图五B）。当UBR5被敲低后，Acod1诱导的PAD4降解被完全阻断（图五C），NETs水平回升（图五D）——这证明UBR5是Acod1/ITA调控通路的关键中介，Acod1/ITA以UBR5依赖性方式促进PAD4降解，从而调节NET的形成。

图五

最令人惊叹的发现在于ITA的作用方式：作为一种亲电分子，ITA通过迈克尔加成反应对UBR5的半胱氨酸2768（Cys2768）进行烷基化修饰，显著增强其E3泛素连接酶活性。团队通过点突变实验验证，当Cys2768被突变为丝氨酸后，UBR5无法被ITA修饰，PAD4的泛素化水平下降60%，NETs抑制效应完全消失。Acod1/ITA通过烷化Cys2768位点增强UBR5酶活性，进而促进K48连接的泛素化和PAD4的降解，从而调节NETs。

图六