近日,开云kaiyun官方网动物营养与健康养殖科技创新团队与未来农业研究院生物医学团队在《Nature Communications》发表题为“PRMT1 methylates SKP1 to inhibit the ubiquitination of pro-proliferative phosphoproteins during hepatocyte proliferation”的研究论文。研究发现了在肝细胞增殖功能中蛋白质精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)维持促增殖磷酸化信号的分子机制,为深入理解肝细胞增殖提供了新的见解。开云kaiyun官方网在读博士生孙皓明为论文第一作者,孙青竹教授、杨小军教授、未来农业研究院韩骅教授和西安交通大学第一附属医院韩少山教授为共同通讯作者。
肝细胞增殖是动物肝损伤后再生修复的核心生理过程,利用营养调控手段促进肝细胞增殖是维护动物肝脏健康的重要策略。本研究首先明确了PRMT1是调控肝细胞增殖的关键因子,并通过催化底物蛋白的ADMA修饰促进肝细胞增殖。团队利用免疫共沉淀联合质谱分析及精氨酸二甲基化修饰组学,筛选出参与该过程的核心底物SKP1,并通过位点突变鉴定出第81位精氨酸(R81)为其唯一的ADMA修饰位点。
分子对接模拟与蛋白互作实验进一步证实,SKP1的R81位点发生ADMA修饰会显著阻碍其与经典抑增殖蛋白FBXW7的结合。由于FBXW7主要介导促增殖磷酸化蛋白的泛素化降解,泛素连接酶SCF-FBXW7组装受阻能够有效维持细胞内促增殖的磷酸化级联信号。体内实验显示,在肝部分切除小鼠模型中,SKP1的R81位点突变会显著延缓肝脏再生进程,证实了PRMT1-SKP1修饰轴在肝细胞增殖中的关键作用。此外,鉴于S-腺苷蛋氨酸(SAM)是细胞内甲基化反应的甲基供体,本研究还发现补充适量SAM可增强PRMT1对SKP1的ADMA修饰水平,从而有效促进肝细胞增殖。

PRMT1促进肝细胞增殖的作用机制
综上所述,该研究不仅阐明了PRMT1促进肝细胞增殖的分子机制,还建立了基于SAM补充的甲基化营养调控方案。同时,该工作揭示了甲基化修饰在调控磷酸化-泛素化修饰串扰中的关键作用,明确了PRMT1在翻译后修饰调控中的枢纽地位。

PRMT1介导的甲基化在调控磷酸化和泛素化修饰中的枢纽地位
研究得到了国家自然科学基金面上项目(82370639、82670841)和国家重点研发计划-青年科学家项目(2022YFF1001000)的资助。并得到了学校生命科学大型仪器共享平台任美娟老师、周敏老师、未来农业研究院段敏老师、学院实验平台赵丽丽老师和赵璠老师的技术支持。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-79101-8