《科学·进展》:中国科学家发现胆固醇实际上是帕金森病

本研究中，欧阳波等首先在人细胞系(RKO)中进行了免疫荧光染色和共定位分析，发现PD-L1与胆固醇之间存在很强的空间相关性。

随后，研究人员分别用胆固醇、甲基环糊精(MCD)和辛伐他汀处理RKO细胞。其中，MCD和辛伐他汀具有降低胆固醇的作用。

蛋白质印迹分析和共聚焦成像的结果显示，向RKO细胞中加入胆固醇会增加质膜中胆固醇的含量，并且PD-L1的水平显著上调。然而，添加MCD或辛伐他汀的效果相反。胆固醇去除后，细胞表面PD-L1水平明显下降，内源性PD-L1的泛素化修饰增强，可能与其泛素化降解有关。

对于PD-L1来说，胆固醇似乎有些特别。

研究人员在人类永生化骨髓细胞系K562中进一步验证了上述结论。这一次，他们在K562细胞中加入干扰素(IFN-)来刺激其表达PD-L1，导致K562细胞中PD-L1水平的上调。发现当使用MCD或辛伐他汀降低胆固醇水平时，K562细胞中PD-L1的水平仍然显著下调。

这些体外实验表明，胆固醇在维持细胞中PD-L1水平方面起着至关重要的作用。

利用多功能核磁共振(NMR)等技术，研究人员进一步表征了PD-L1的跨膜域(PD-L1-TC)，描述了其构象，并表明PD-L1在与两个胆固醇分子结合时表现出良好的稳定性。

具体来说，PD-L1依赖其跨膜结构域中的两个胆固醇结合基序CRAC1和CRAC2来识别胆固醇并与之相互作用。CRAC1基序中的F257和F259结合位点通过疏水相互作用与胆固醇相互作用。CRAC2基序中R260和R262的结合位点通过氢键与胆固醇相互作用。在这种情况下，PD-L1被胆固醇包裹成三明治结构，从而增加了其在细胞膜上的稳定性。

这两个图案看起来像这样。

最后，研究人员验证了PD-L1如果想接近胆固醇来拯救自己，就要依赖于CRAC1和CRAC2两个基序的正常表达。

他们特异性地敲除了这两个基序上的胆固醇结合位点，以产生分别表达PD-L1F257A、PD-L1F259A、PD-L1R260A和PD-L1R262A突变体的RKO细胞。结果显示，与表达野生型PD-L1的RKO细胞相比，这四种不同结合位点突变的RKO细胞的PD-L1 mRNA水平相似，但PD-L1蛋白突变体的泛素化水平更高(下图A)，降解速度更快(下图C)，细胞膜表面的PD-L1水平更低(下图B)。

对于CRAC，胆固醇保护PD-L1免于被泛素化降解。

一般来说，PD-L1具有独特的构型以确保其稳定性。依靠两个关键的CRAC胆固醇基序，PD-L1与胆固醇结合，防止自身被降解。当这两个基序发生突变时，PD-L1与胆固醇的结合将被破坏，PD-L1的降解将加重。

让我们有一个简单明了的机理图。

此外，这项研究再次证实，用降胆固醇药物治疗可以降低肿瘤细胞表面的PD-L1水平。然而，这与以往的研究结论仍有许多不同之处。

以往的研究表明，他汀类药物可以通过抑制蛋白激酶B(AKT)和-catenin介导的信号通路，降低肿瘤细胞中PD-L1的表达[3]。此外，辛伐他汀可以通过抑制长链非编码RNA(SNHG29)的表达来抑制PD-L1的表达[4]。显然，两项研究都显示了他汀类药物的间接作用，即调节PD-L1相关因子的活性，进而下调PD-L1的水平。