细胞凋亡是程序性细胞死亡的重要方式之一，对多细胞有机体生长和发育至关重要。细胞凋亡可以抑制细胞的过量增殖，清除衰老和畸形细胞，维持健康细胞的正常数量。凋亡细胞的正确清除是细胞凋亡不可或缺的一个环节，在这一过程中，已凋亡的细胞首先被吞噬细胞内吞而形成吞噬小体，吞噬小体进而在吞噬细胞内经过一系列的变化后成熟，其所含的凋亡细胞最终被溶酶体降解。凋亡细胞的清除障碍会导致多种人类疾病的发生，如阿尔茨海默症、系统性红斑狼疮、痛风、帕金森，动脉粥样硬化等。细胞凋亡在进化上高度保守，因此利用模式动物秀丽线虫和黑腹果蝇研究凋亡细胞清除的调控机制能使人们更好地认识与凋亡细胞清除障碍相关的多种疾病的分子基础，对治疗自身免疫性疾病，缓解神经退行性疾病具有重要的意义。肖辉教授团队以模式动物黑腹果蝇（PLOS Genetics https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009947 Cell Death and Differentiation https://www.nature.com/articles/s41418-022-01039-3）及秀丽线虫为材料的独创性、系统性、连续性研究，产生了多项成果。
2022年8月5日，该团队在国际著名学术期刊eLife在线发表了题为“trim-21 promotes proteasomal degradation of CED-1 for apoptotic cell clearance in C. elegans”的研究论文，揭示E3泛素连接酶trim-21 (TRIM21的同源基因)通过介导吞噬受体CED-1 (MEGF10的同源基因)的蛋白酶体降解，进而促进秀丽线虫中的凋亡细胞清除。
当凋亡细胞被清除时，位于吞噬细胞表面的吞噬受体CED-1首先识别凋亡细胞。而后吞噬受体CED-1与含凋亡细胞的吞噬小体一并被内吞而进入吞噬细胞内部。随即吞噬受体需要从吞噬小体上释放，使吞噬小体得以继续其成熟过程并最终被降解。肖辉教授早期的研究工作发现retromer复合体可通过与CED-1的蛋白质直接相互作用，使CED-1从吞噬小体上释放并重新回到吞噬细胞的细胞膜上，从而使该受体得以循环利用（Science. 2010 Mar 5;327(5970):1261-4.）。但是，吞噬受体CED-1在凋亡细胞清除过程中是如何保持自身水平的稳定性，是一个悬而未决的问题。
肖辉教授团队综合运用遗传学、细胞生物学以及生物化学方法，发现E3泛素连接酶TRIM-21能够特异的介导CED-1的泛素化。当CED-1的NPXY基序招募含有PTB结构域的衔接蛋白CED-6或者被酪氨酸激酶SRC-1磷酸化后的CED-1的YXXL基序招募含有SH2结构域的接头蛋白NCK-1，TRIM-21则会和E2结合酶UBC-21共同发挥作用，催化CED-1的发生K48介导的多聚泛素化修饰，将其降解。通过研究发现当TRIM-21缺失时，则会造成CED-1的过多积累，而过多的CED-1直接与V-ATPase 的亚基VHA-10结合，造成吞噬体的酸化受到抑制，从而阻碍了凋亡细胞的降解。并且，TRIM-21介导的CED-1的蛋白酶体降解是独立于Retromer复合体介导的CED-1的循环以及Retromer复合体缺失导致CED-1发生溶酶体途径降解的。
TRIM-21介导CED-1泛素化修饰模式图
5822yh银河国际博士研究生袁磊、李沛垚为论文共同第一作者，硕士研究生荆惠茹，教师郑倩也参与了部分工作，肖辉教授为论文唯一通讯作者。5822yh银河国际为论文第一单位且为唯一署名单位。肖辉教授课题组这项研究成果得到了国家自然科学基金重大研究计划培育项目、国家自然科学基金面上项目、陕西省自然科学基金青年项目和中央高校创新团队项目的支持。为进一步认识参与凋亡细胞清除障碍相关的多种疾病的分子机理奠定了坚实的基础，为最终治疗自身免疫性疾病，缓解神经退行性疾病提供有力依据。
论文链接：https://elifesciences.org/articles/76436
