Ubiquitin carboxy terminal hydrolase L1 (UCHL1) is a protein highly expressed in neurons that may play important roles in the ubiquitin proteasome pathway (UPP) in neurons, axonal integrity, and motor function after traumatic brain injury (TBI). Binding of reactive lipid species to cysteine 152 of UCHL1 results in unfolding, aggregation, and inactivation of the enzyme. To test the role of this mechanism in TBI, mice bearing a cysteine to alanine mutation at site 152 (C152A mice) that renders UCHL1 resistant to inactivation by reactive lipids were subjected to the controlled cortical impact model (CCI) of TBI and compared to wild type (WT) controls. Alterations in protein ubiquitination and activation of autophagy pathway markers in traumatized brain were detected by immunoblotting. Cell death and axonal injury were determined by histological assessment and anti-amyloid precursor protein (APP) immunohistochemistry. Behavioral outcomes were determined using the beam balance and Morris water maze tests. C152A mice had reduced accumulation of ubiquitinated proteins, decreased activation of the autophagy markers Beclin-1 and LC3B, a decreased number of abnormal axons, decreased CA1 cell death, and improved motor and cognitive function compared to WT controls after CCI; no significant change in spared tissue volume was observed. These results suggest that binding of lipid substrates to cysteine 152 of UCHL1 is important in the pathogenesis of injury and recovery after TBI and may be a novel target for future therapeutic approaches.

泛素羧基末端水解酶 L1 (UCHL1) 是一种在神经元中高度表达的蛋白质，可能在神经元的泛素蛋白酶体通路 (UPP)、轴突完整性和创伤性脑损伤 (TBI) 后的运动功能中发挥重要作用。反应性脂质种类与 UCHL1 的半胱氨酸 152 的结合导致酶的展开、聚集和失活。为了测试这种机制在 TBI 中的作用，在 152 位点（C152A 小鼠）携带半胱氨酸到丙氨酸突变的小鼠使 UCHL1 对反应性脂质的失活具有抵抗力，这些小鼠受到 TBI 的受控皮质影响模型（CCI），并与野生小鼠进行比较类型 (WT) 控件。通过免疫印迹检测到受创伤大脑中蛋白质泛素化和自噬通路标记物激活的变化。通过组织学评估和抗淀粉样蛋白前体蛋白 (APP) 免疫组织化学确定细胞死亡和轴突损伤。使用梁平衡和莫里斯水迷宫测试确定行为结果。与 CCI 后的 WT 对照组相比，C152A 小鼠泛素化蛋白的积累减少，自噬标志物 Beclin-1 和 LC3B 的激活减少，异常轴突数量减少，CA1 细胞死亡减少，运动和认知功能改善；未观察到保留组织体积的显着变化。这些结果表明，脂质底物与 UCHL1 的半胱氨酸 152 的结合在 TBI 后损伤和恢复的发病机制中很重要，并且可能是未来治疗方法的新靶点。使用梁平衡和莫里斯水迷宫测试确定行为结果。与 CCI 后的 WT 对照组相比，C152A 小鼠泛素化蛋白的积累减少，自噬标志物 Beclin-1 和 LC3B 的激活减少，异常轴突数量减少，CA1 细胞死亡减少，运动和认知功能改善；未观察到保留组织体积的显着变化。这些结果表明，脂质底物与 UCHL1 的半胱氨酸 152 的结合在 TBI 后损伤和恢复的发病机制中很重要，并且可能是未来治疗方法的新靶点。使用梁平衡和莫里斯水迷宫测试确定行为结果。与 CCI 后的 WT 对照组相比，C152A 小鼠泛素化蛋白的积累减少，自噬标志物 Beclin-1 和 LC3B 的激活减少，异常轴突数量减少，CA1 细胞死亡减少，运动和认知功能改善；未观察到保留组织体积的显着变化。这些结果表明，脂质底物与 UCHL1 的半胱氨酸 152 的结合在 TBI 后损伤和恢复的发病机制中很重要，并且可能是未来治疗方法的新靶点。与 CCI 后的 WT 对照相比，CA1 细胞死亡减少，运动和认知功能得到改善；未观察到保留组织体积的显着变化。这些结果表明，脂质底物与 UCHL1 的半胱氨酸 152 的结合在 TBI 后损伤和恢复的发病机制中很重要，并且可能是未来治疗方法的新靶点。与 CCI 后的 WT 对照相比，CA1 细胞死亡减少，运动和认知功能得到改善；未观察到保留组织体积的显着变化。这些结果表明，脂质底物与 UCHL1 的半胱氨酸 152 的结合在 TBI 后损伤和恢复的发病机制中很重要，并且可能是未来治疗方法的新靶点。