心脏肥大会导致心室功能障碍和心力衰竭。去泛素化酶通过维持底物蛋白稳定性，在心肌肥厚进程中发挥关键作用。

近日，温州医科大学附属第一医院王毅教授团队在Nature Communications杂志上发表了题为“Cardiomyocyte-derived USP13 protects hearts from hypertrophy via deubiquitinating and stabilizing STAT1 in male mice”的研究文章。该文章揭示了心肌细胞特异性USP13-STAT1轴在心肌肥大中的保护作用，表明针对USP13的心脏特异性基因治疗可能成为心脏肥大治疗的有前景策略。拜谱生物为该研究提供了泛素化修饰组学技术服务。

英文标题：Cardiomyocyte-derived USP13 protects hearts from hypertrophy via deubiquitinating and stabilizing STAT1 in male mice（Nature Communications IF:15.7）

中文标题：心肌细胞来源的USP13通过去泛素化和稳定雄性小鼠的STAT1来保护心脏免受肥大

客户单位：温州医科大学附属第一医院

研究材料：小鼠细胞

拜谱提供技术：泛素化修饰组学

技术路线：

研究结果

1心肌细胞来源的USP13作为心脏肥厚关键因素的鉴定

研究人员在先前发表的转录组数据中发现Usp13基因表达的上调。随后确认了Ang II和TAC诱导的小鼠心脏中Usp13 mRNA水平上调，以及人类肥厚型心肌，相较于正常对照组。最后在单细胞转录组结果中确定心脏中USP13上调的细胞来源是心肌细胞（图1）。

图1 心肌细胞来源USP13作为心脏肥大的重要因素的鉴定

USP13直接结合STAT1，并维持心肌细胞中的STAT1稳定性

研究人员探究USP13对心肌细胞的影响发现USP13敲除加重心脏肥大表现。泛素化通过修饰底物蛋白来实现其特定功能，为了寻找其潜在底物，研究人员用IP-MS分析发现81种在HL-1细胞中与USP13物理相互作用的蛋白质，进一步分析确认USP13在心肌细胞中直接结合STAT1蛋白并且通过防止STAT1降解来提高STAT1水平（图2）。

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图2 USP13直接结合STAT1并保持STAT1的稳定性

3激活的ERK信号介导的EGFR驱动的CD73在肿瘤细胞中的表达

为探究USP13对STAT1泛素化的影响研究人员利用泛素化修饰组学确定USP13介导的STAT1去泛素位点，在STAT1蛋白中鉴定出4个潜在的泛素化赖氨酸残基：K379、K592、K673和K375。进一步研究发现K379参与USP13介导的STAT1脱泛素化，表明USP13通过其活性位点C343，减少STAT1在K379位置的K48关联泛素化（图3）。

图3 USP13调控STAT1在K379位点的去泛素化

心肌细胞特异性过表达USP13通过调控STAT1改善TAC诱导的既定心功能障碍

最后研究人员探究USP13或STAT1过表达对已形成心肌肥厚的治疗作用，发现USP13对线粒体功能的改善主要是通过STAT1介导，心肌细胞特异性过表达USP13调节STAT1，改善TAC诱导的既定心脏功能障碍。

文章小结

这项研究不仅阐明USP13通过去泛素化作用稳定STAT1的分子机制，更首次揭示心肌细胞特异性USP13-STAT1轴在心肌肥厚中的保护作用，表明靶向USP13的心脏特异性基因治疗有望成为心肌肥厚的新型治疗策略。

拜谱小结

该研究确定了一个心肌细胞特异性USP13-STAT1轴在调节心脏肥厚中发挥重要作用，拜谱生物为该研究提供泛素化修饰组学检测分析服务。拜谱生物可提供完善成熟的蛋白质组学、修饰蛋白质组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系，整合多组学数据进行深入挖掘分析，全面解析机制机理等，助力高分文章发表，欢迎咨询！

参考文献

Han J, Lin L, Fang Z, et,al. Cardiomyocyte-derived USP13 protects hearts from hypertrophy via deubiquitinating and stabilizing STAT1 in male mice. Nat Commun. 2025 Jul 1;16(1):5927. doi: 10.1038/s41467-025-61028-1