分享一篇发表在PNAS上的文章: "Endocannabinoid biosynthetic enzymes regulate pain response via LKB1–AMPK signaling"，通讯作者是来自弗吉尼亚大学的Ku-Lung Hsu教授，他的研究方向主要包括化学蛋白质组学和脂质代谢。
二酰甘油脂肪酶β(DAGLβ)是一种跨膜丝氨酸水解酶，参与内源性大麻素生物合成途径，通过水解二酰甘油(DAG)的脂质信使生成花生四烯酸(AA)和前列腺素(PGE2)，并引发炎症反应。DAGLβ的失活会影响前列腺素合成，但其在神经性疼痛中也具有显著作用，目前研究认为内源性大麻素生物合成途径可能与运动和能量代谢系统存在串扰，特别是蛋白激酶AMPK调节的能量稳态。AMPK可通过结合AMP来监测细胞能量水平，并可被肝激酶B1(LKB1)磷酸化T172位点来激活，从而调控一系列下游磷酸化过程来重编程细胞代谢。然而，LKB1的上游调节机制仍不清楚。
本文作者认为，全局性的化学蛋白质组学分析有助于揭示细胞中DAGLβ介导的意想不到的调节机制。因此作者选择原代巨噬细胞作为模型系统，对DAGLβ破坏系统中的激酶功能活性谱变化进行表征，从而阐明DAGLβ的生物学功能。通过使用ATP酰基磷酸活性探针对LPS刺激下DAGLβ WT和DAGLβ KO细胞进行SILAC-ABPP实验，发现DAGLβ KO导致原代巨噬细胞中膜定位LKB1的探针标记增强超过10倍，而其可溶性部分和总表达量几乎没有变化。AMPK的激活需要LKB1正确膜定位，作者发现DAGLβ KO和LPS刺激的确导致AMPK磷酸化显著增加，且这种现象也能在DAGLβ抑制剂KT109加入后观察到，并能被AMPK抑制剂Dorsomorphin逆转。
为进一步分析DAGLβ-LKB1-AMPK信号轴的影响，作者还进行了定量磷酸化蛋白质组学分析，发现存在诸多磷酸化位点的上调和下调，其中包括AMPK的关键底物PFKFB2磷酸化上调，以及MAPK信号转导的减少，进一步支持了AMPK的激活。最后，作者还通过小鼠活体实验，确证DAGLβ KO小鼠具有显著降低的疼痛反应，且能被AMPK抑制剂所抵消。总的来说，作者通过ABPP技术鉴定了DAGLβ缺失或抑制细胞中AMPK上游调节因子LKB1的活性显著增强，解释了DAGLβ未知的生物学功能，也为开发非成瘾性镇痛剂提供了新的视角。
原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2304900120文章引用：DOI: 10.1073/pnas.2304900120
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