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炎癥復(fù)合體的激活及調(diào)控研究進(jìn)展

2015-03-23 22:42:06楊利峰尹曉敏趙德明張仲秋周向梅
關(guān)鍵詞:復(fù)合體泛素結(jié)構(gòu)域

周 洋,楊利峰,尹曉敏,趙德明,張仲秋,周向梅*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,北京100193;2.中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部獸醫(yī)局,北京100125)

天然免疫系統(tǒng)是機(jī)體防御的第一道防線,是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。它包含一系列的模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors,PRR),識(shí)別入侵機(jī)體的病原相關(guān)分子模式(pattern recognition receptors,PAMP)和宿主衍生的危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(damage-associated molecular pattern,DAMP)。PRR由巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞、上皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及獲得性免疫的一些細(xì)胞表達(dá)。目前已發(fā)現(xiàn)的PRR有結(jié)合在膜上的、識(shí)別胞外環(huán)境和核內(nèi)體囊泡PAMP的Toll樣受體(Toll-like receptors)和 C型凝集素受體(C-type lectin receptors),以及識(shí)別胞內(nèi)核酸的RIG樣解旋酶(RIG like helicases)、RIG-1、MDA5、AIM2和 DAI[1]。

炎癥復(fù)合體作為其中一個(gè)重要的組成部分發(fā)揮至關(guān)重要的作用。Martinon于2002年發(fā)現(xiàn)NALP1和銜接子ASC結(jié)合促炎性的caspase結(jié)合形成多組分復(fù)合物,命名為炎癥復(fù)合體,組裝形成后的炎癥復(fù)合體促進(jìn)caspase激活,切割促炎因子IL-1β和IL-18前體成為活性形式,并釋放到體外[2]。局部或全身IL-1β升高可引起人類(lèi)多種遺傳性或獲得性疾病,如自體免疫性疾病,也稱(chēng)為cryopyrin相關(guān)周期性綜合征(cryopyrin-associated periodic syndromes,CAPS),因此對(duì)炎癥復(fù)合體的研究,尤其是激活模式,在過(guò)去的20多年非?;钴S。

1 炎癥復(fù)合體的組裝

組成炎癥復(fù)合體的成分包括受體和促炎性的caspase家族成員,多數(shù)炎癥復(fù)合體需要銜接子ASC介導(dǎo)組裝。炎癥復(fù)合體的名稱(chēng)按照受體分子命名。

1.1 Nod樣受體及其炎癥復(fù)合體的組裝

Nod樣受體(Nod-like receptor,NLR)有 NLRP1、NLRP3、NLRP4、NLRP7和 NLRC4等,包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域,即C-端的富含亮氨酸重復(fù)序列(leucine-rich repeat,LRR)、中間的核苷酸結(jié)合寡聚化區(qū)域(nucleotide-binding and oligomerization,NACHT)、N-端的 pyrin 結(jié)構(gòu)域(PYD)或者caspase-1激活和募集結(jié)構(gòu)域(caspase activation and recruitment domains,CARD),N-端的結(jié)構(gòu)域部分決定NLR的命名,如NLRP3的N-端結(jié)構(gòu)域是PYD,而NLRC4的N-端結(jié)構(gòu)域是CARD。LRR的功能目前尚不清楚,一般認(rèn)為是炎癥復(fù)合體激活必需的結(jié)構(gòu)域,NLRP7的LRR截去LRR后不能與ASC互作,而截去PYD不影響二者的結(jié)合[3]。NLRP3ΔLRR Z/ΔLRR Z小鼠氣囊模型注射尿酸鈉晶體,白細(xì)胞浸潤(rùn)的數(shù)目顯著減少,敲除鼠分離的骨髓源巨噬細(xì)胞(bone marrow-derived macrophages,BMDMs)與尿酸鈉孵育后caspase-1的激活以及IL-1β的釋放受到抑制。但也有研究表明LRR使受體蛋白處于滅活狀態(tài),細(xì)胞受到外界刺激后,識(shí)別并結(jié)合配體,繼而引起受體蛋白發(fā)生構(gòu)象變化,激活下游通路。NLRP1蛋白截去LRR后不需要活化因子MDP即可結(jié)合FITC-ATP。外源的LRR對(duì)炎癥復(fù)合體的激活同樣也有抑制作用。有的細(xì)菌借助自身表達(dá)含LRR的蛋白逃避宿主的免疫。耶爾森菌屬的YopM是一個(gè)含LRR的效應(yīng)子,假結(jié)核耶爾森菌Kim菌株對(duì)宿主caspase-1的激活有抑制作用,截去YopM的6個(gè)~15個(gè)LRR后喪失對(duì)IL-1β分泌的抑制作用[4]。NACHT是受體結(jié)合配體后活化發(fā)生自身寡聚化結(jié)合的部位。CARD募集并結(jié)合caspase-1,PYD屬于信號(hào)傳導(dǎo)模塊的死亡結(jié)構(gòu)域超家族,通過(guò)與ASC的PYD同型蛋白互作募集ASC。

NLRP3、NLRP4和NLRP7識(shí)別PAMP或DAMP后發(fā)生自身寡聚化,通過(guò)PYD與ASC的PYD互作,ASC通過(guò)CARD結(jié)構(gòu)域募集procaspase-1,并誘導(dǎo)procaspase-1活化形成有活性的p10/p20四聚體,切割pro-IL-1β和pro-IL-18成活性形式,釋放到細(xì)胞外[3]。NLRC4和NLRP1不需要結(jié)合ASC,通過(guò)CARD結(jié)構(gòu)域直接募集并活化procaspase-1,但通過(guò)NLRC4炎癥復(fù)合體最大程度激活caspase-1卻需要ASC。

1.2 AIM2和IFI16及其炎癥復(fù)合體的組裝

AIM2、IFI16識(shí)別胞漿內(nèi)的DNA。AIM2和IFI16屬于HIN-200蛋白家族,含有2個(gè)結(jié)構(gòu)域,即C-端的 HIN 結(jié)構(gòu)域和 N-端的PYD。AIM2和IFI16對(duì)DNA的識(shí)別無(wú)特異性,靠帶正電荷的HIN結(jié)構(gòu)域和帶負(fù)電荷的雙鏈DNA的磷酸糖骨架的靜電吸引結(jié)合。HIN結(jié)構(gòu)域的DNA結(jié)合面含2個(gè)結(jié)合寡聚核苷酸/寡糖(oligonucleotide/oligosaccharide binding,OB)的折疊以及OB折疊之間的連接。AIM2和IFI16無(wú)NLR類(lèi)似的NACHT結(jié)構(gòu)域,不能自身寡聚化,而是以DNA為平臺(tái)進(jìn)行寡聚化。DNA與HIN結(jié)構(gòu)域的結(jié)合釋放出AIM2和IFI16內(nèi)的PYD,激活受體,促進(jìn)PYD與ASC互作,募集并激活procaspase-1,釋放促炎因子[5]。

1.3 RIG-1及其炎癥復(fù)合體的組裝

視黃酸誘導(dǎo)基因I(retinoic acid inducible gene-I,RIG-1)含有RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域和CARD。解旋酶結(jié)構(gòu)域識(shí)別病毒基因組雙鏈RNA的5′-三磷酸,通過(guò)MAVS和CARD9介導(dǎo)NF-κB激活,調(diào)控pro-IL-1β的合成,此外,RIG-1通過(guò)CARD結(jié)構(gòu)域結(jié)合ASC和procaspase-1,激活RIG-1炎癥復(fù)合體。

2 激活模式

關(guān)于炎癥復(fù)合體的激活研究十分廣泛,其中NLRP3炎癥復(fù)合體的研究最多,其激活模式有些同樣適合其他炎癥復(fù)合體,或者具有借鑒意義。目前炎癥復(fù)合體的激活模式有4種。

2.1 鉀離子外流激活炎癥復(fù)合體

該模式基于胞外高濃度的鉀離子可以抑制ATP、尼日利霉素、MSU等激活NLRP3炎癥復(fù)合體。THP-1細(xì)胞裂解后產(chǎn)生的無(wú)細(xì)胞體系放于10mmol/L的KCl溶液時(shí),NLRP3炎癥復(fù)合體各組分自我組裝,并生成活性形式的caspase-1[6]。工作原理是胞外ATP、穿孔毒素(如尼日利亞霉素)刺激嘌呤P2X7ATP門(mén)控離子通道,觸發(fā)鉀離子外流,開(kāi)放pannexin-1膜孔,DAMP或PAMP通過(guò)pannexin-1膜孔進(jìn)入胞內(nèi),激活NLRP3炎癥復(fù)合體。設(shè)置高鉀離子細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)絕大大多數(shù)炎癥復(fù)合體的激活都產(chǎn)生了抑制作用,包括AIM2、NLRP1、NLRC4炎癥復(fù)合體[7]。鼠傷寒沙門(mén)菌(Salmonellatyphimurium)可同時(shí)激活NLRC4和NLRP3炎癥復(fù)合體,但高濃度的鉀離子對(duì)其無(wú)抑制作用[6]。

為維持細(xì)胞的電位,細(xì)胞內(nèi)保持高濃度的鉀離子,當(dāng)細(xì)胞受到刺激時(shí)鉀離子通道開(kāi)放,鉀離子順濃度梯度流出細(xì)胞外,因此,通常認(rèn)為細(xì)胞培養(yǎng)液設(shè)置高濃度的鉀離子環(huán)境的作用是抑制胞內(nèi)鉀離子外流,并且用鉀離子通道抑制劑處理多種細(xì)胞也同樣產(chǎn)生抑制效果,在鉀離子通道抑制劑奎納定和四乙銨存在的情況下用致死毒素(激活NLRP1b炎癥復(fù)合體)同時(shí)處理BMDM、procaspase-1和pro-IL-18產(chǎn)生活性形式過(guò)程顯著受到抑制[8]。奎納定預(yù)處理LPS致敏的樹(shù)突狀細(xì)胞腺苷酸環(huán)化酶毒素誘導(dǎo)NLRP3炎癥復(fù)合體是的激活,從而降低IL-1β的分泌。缺氧/再充氧誘導(dǎo)心肌成纖維細(xì)胞炎癥復(fù)合體激活并釋放IL-1β,鉀離子通道抑制劑格列美脲、格列本脲、四乙銨對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。

鉀離子外流理應(yīng)伴隨胞內(nèi)鉀離子濃度的降低,但poly(dA∶dT)激活A(yù)IM2炎癥復(fù)合體過(guò)程中卻未檢測(cè)到該現(xiàn)象[7],鼠傷寒沙門(mén)菌和銅綠假單胞菌感染BMDM激活炎癥復(fù)合體,胞內(nèi)鉀離子濃度略微降低,但無(wú)顯著差異。綜上所述,鉀離子外流激活炎癥復(fù)合體未能解釋受體如何識(shí)別配體,尤其是NLRP3識(shí)別結(jié)構(gòu)迥異的配體。

2.2 溶酶體受損激活炎癥復(fù)合體

溶酶體受損激活炎癥復(fù)合體模式認(rèn)為一些晶體或顆粒物質(zhì)被細(xì)胞吞噬后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),損傷溶酶體,釋放溶酶體內(nèi)容物到胞漿,NLRP3炎癥復(fù)合體識(shí)別后激活。Veit Hornung等發(fā)現(xiàn)二氧化硅激活NLRP3炎癥復(fù)合體,釋放IL-1β,使中性粒細(xì)胞進(jìn)入肺內(nèi)。細(xì)胞吞噬晶體后溶酶體受損,激活NLRP3炎癥復(fù)合體。利用非晶體物質(zhì)損傷溶酶體,如導(dǎo)入熒光右旋糖酐或L-亮氨酰-L-亮氨酸甲酯處理也可激活NLRP3炎癥復(fù)合體,表明二氧化硅或鋁鹽等晶體或顆粒物質(zhì)激活NLRP3炎癥復(fù)合體是通過(guò)使溶酶體失穩(wěn)的途徑。

溶酶體損傷激活炎癥復(fù)合體可能是由溶酶體釋放的組織蛋白酶B介導(dǎo)。β淀粉樣變化引起小膠質(zhì)細(xì)胞溶酶體損傷,釋放大量組織蛋白酶B,激活炎癥復(fù)合體,組織蛋白酶B抑制劑CA-074-Me處理后,細(xì)胞釋放IL-1β減少。多糖激活THP-1細(xì)胞NLRP3炎癥復(fù)合體同樣也受到CA-074-Me抑制[9]。組織蛋白酶B在其他炎癥復(fù)合體過(guò)程中也發(fā)揮著作用,致死毒素處理小鼠或者大鼠BMDM和RAW264.7引起組織蛋白酶B大量釋放,添加CA-074-Me后可抑制炎癥復(fù)合體激活。乙酰化脂肽激活THP-1細(xì)胞NLRP7炎癥復(fù)合體過(guò)程中,組織蛋白酶抑制劑處理可抑制該通路釋放的IL-1β。然而,瘧原蟲(chóng)色素、尿酸鈉晶體和鋁刺激組織蛋白酶B缺失的BMDM和骨髓源的樹(shù)突狀細(xì)胞,與野生型相比,caspase-1活化和IL-1β釋放均沒(méi)有差異,表明組織蛋白酶B并不是誘導(dǎo)NLRP3炎癥復(fù)合體激活的介質(zhì)。

2.3 活性氧簇激活炎癥復(fù)合體

活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)是一種含氧原子的自由基,主要包括雙氧水(H2O2),超氧化物陰離子,羥基自由基。這些分子因含有為配對(duì)的電子層而高度活躍。機(jī)體感染細(xì)菌、病毒或者受到傷害時(shí)ROS的生成是進(jìn)化上非常保守的通路,ROS進(jìn)一步激活炎癥復(fù)合體。該模式將各種不同的激動(dòng)劑激活炎癥復(fù)合體匯聚到一條共同的通路上,很好的解釋了結(jié)構(gòu)差異很大的激動(dòng)劑如何與炎癥復(fù)合體的受體結(jié)合。Cruz等研究發(fā)現(xiàn)ATP處理肺泡巨噬細(xì)胞引起嘌呤受體P2X7與其他嘌呤受體連接生成ROS,ROS刺激PI3K磷酸化,磷酸化并激活絲氨酸/賴(lài)氨酸激酶的下游通路Akt和ERK1/2。磷酸酶PTEN可去除三磷酸肌醇的3′-磷酸,抑制PI3K通路,ATP處理巨噬細(xì)胞后通過(guò)介導(dǎo)PTEN谷胱甘肽化引起其失活。ERK1/2通路的激活調(diào)控炎癥復(fù)合體組裝和caspase-1活化,釋放IL-1β和IL-18。ROS生成在炎癥復(fù)合體的激活過(guò)程中同樣也有普遍性。弗朗西斯菌(Francisellanovicida)弱毒株在感染BMDM早期誘導(dǎo)釋放mROS,間接激活A(yù)IM2炎癥復(fù)合體[10]。BMDM感染炭疽致死毒素后生成ROS,procaspase-1生成活性形式的p20[11]。鞭毛蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞NLRC4炎癥復(fù)合體激活的過(guò)程也生成 ROS[12]。

炎癥復(fù)合體的活性對(duì)ROS的來(lái)源具有選擇性。ROS主要來(lái)源于線粒體,同時(shí)也由一些細(xì)胞酶的活性產(chǎn)生,如NADPH氧化酶,黃嘌呤氧化還原酶,脂肪酶,環(huán)氧化酶。巨噬細(xì)胞缺失3種NADPH氧化酶的特異性亞基NOX1、NOX2和NOX4后,NLRP3的活性不受影響。抑制生成ROS的呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ和復(fù)合物Ⅲ或線粒體活性后NLRP3炎癥復(fù)合體的活性受到抑制,抑制自噬和線粒體自噬延長(zhǎng)受損線粒體在胞內(nèi)的存在周期增強(qiáng)炎癥復(fù)合體的活性,并且NLRP3炎癥復(fù)合體的組裝發(fā)生在線粒體結(jié)合的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(mitochondria-associated ER membranes,MAMs)上,因此認(rèn)為線粒體來(lái)源的ROS激活NLRP3炎癥復(fù)合體。ROS在弗朗西斯菌激活A(yù)IM2炎癥復(fù)合體的激活起著關(guān)鍵作用。與弱毒株新兇手弗朗西斯菌可激活A(yù)IM2炎癥復(fù)合體相反,強(qiáng)毒株土拉熱弗朗西斯菌由于對(duì)ROS有耐受作用,從而不能激活A(yù)IM2炎癥復(fù)合體[10]。

ROS在炎癥復(fù)合體激活過(guò)程中的作用尚不清楚。盡管使用ROS抑制劑清除ROS后NLRP3和NLRC4炎癥復(fù)合體激活受到抑制,但血清淀粉樣蛋白A激活NLRP3炎癥復(fù)合體以及poly(dA:dT)激活A(yù)IM2過(guò)程中卻不受到ROS抑制劑的影響[13]。與AIM2和NLRC4炎癥復(fù)合體相比,NLRP3炎癥復(fù)合體需要致敏,誘導(dǎo)促炎因子表達(dá)上調(diào),ROS在NLRP3炎癥復(fù)合體活化過(guò)程中起著致敏的作用,而不是激活。

2.4 鈣離子遷移激活炎癥復(fù)合體

鈣離子或鈣離子感知受體(CaSR)激動(dòng)劑可直接激活NLRP3炎癥復(fù)合體,而不需要外源性的ATP刺激。CaSR通過(guò)磷脂酶C(PLC)催化生成三磷酸肌醇,誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子儲(chǔ)庫(kù)釋放鈣離子,導(dǎo)致胞漿鈣離子濃度升高,促進(jìn)NLRP3炎癥復(fù)合體的組裝。同時(shí),NLRP3可直接和cAMP結(jié)合,結(jié)合后負(fù)調(diào)控NLRP3炎癥復(fù)合體的激活[14-15]。

Horng T[16]認(rèn)為 NLRP3炎癥復(fù)合體的激動(dòng)劑誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)儲(chǔ)庫(kù)釋放鈣離子到胞漿,線粒體攝入鈣離子后引起鈣離子過(guò)載,導(dǎo)致線粒體受損,生成mROS,同時(shí)線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)開(kāi)放,最終激活NLRP3炎癥復(fù)合體。該假設(shè)認(rèn)為鈣離子通路是NLRP3炎癥復(fù)合體激活的中間步驟,最終通過(guò)觸發(fā)線粒體失穩(wěn),生成線粒體相關(guān)的配體。目前已知的線粒體源的配體有線粒體DNA(mtDNA)和心磷脂。ATP處理細(xì)胞后引發(fā)線粒體功能失調(diào)和凋亡,釋放氧化的mtDNA到胞漿,mtDNA結(jié)合NLRP3后激活炎癥復(fù)合體。缺失mtDNA后NLRP3炎癥復(fù)合體激活程度下降,因此,mtDNA直接調(diào)控其激活[17]。環(huán)孢菌素A抑制MPT開(kāi)放引起mtDNA釋放減少,表明mtDNA通過(guò)MPTP進(jìn)入胞漿。位于線粒體內(nèi)膜的mtDNA在線粒體失穩(wěn)時(shí)可重定位到外膜,激活NLRP3炎癥復(fù)合體。

鈣離子遷移僅能激活NLRP3炎癥復(fù)合體,對(duì)AIM2和NLRC4炎癥復(fù)合體不起作用,下調(diào)鈣離子感知受體的表達(dá)或干擾鈣離子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)后兩者的激動(dòng)劑誘導(dǎo)IL-1β的分泌無(wú)抑制作用。

3 炎癥復(fù)合體的調(diào)控

3.1 自噬與炎癥復(fù)合體的關(guān)系

自噬與炎癥復(fù)合體是天然免疫的兩個(gè)核心機(jī)制。自噬是機(jī)體通過(guò)溶酶體降解不必要的或功能失調(diào)的細(xì)胞成分,從而維持細(xì)胞能量水平,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞器的更新,促進(jìn)細(xì)胞存活。自噬體的形成與炎癥復(fù)合體的組裝在細(xì)胞在空間上共定位,在功能上相互調(diào)控。影響自噬的功能蛋白調(diào)節(jié)炎癥復(fù)合體的激活[18]。LPS和 ATP處理自噬蛋白 LC3B-/-和自噬上游的關(guān)鍵調(diào)節(jié)子Becn1+/-小鼠的巨噬細(xì)胞導(dǎo)致線粒體受損增強(qiáng),生成大量ROS,生成的caspase-1活性形式p10和p20顯著多于野生型,分泌的IL-1β也顯著增多[19]。自噬相關(guān)蛋白Atg16L1募集Atg12-Atg5偶聯(lián)物到分離膜,誘導(dǎo)LC3B結(jié)合磷脂酰乙醇胺。LPS或鼠傷寒沙門(mén)菌等刺激Atg16L1-/-巨噬細(xì)胞后caspase-1的活化和IL-1β的釋放顯著減少。藥理學(xué)抑制劑或誘導(dǎo)劑同樣可以通過(guò)影響自噬調(diào)節(jié)炎癥復(fù)合體的激活。自噬抑制劑3-MA或渥曼青霉素處理細(xì)胞后,NLRP3和AIM2炎癥復(fù)合體的激活增強(qiáng),自噬誘導(dǎo)劑雷帕霉素或饑餓誘導(dǎo)細(xì)胞自噬后炎癥復(fù)合體的激活減弱[17-19]。

自噬與炎癥復(fù)合體相互調(diào)控的機(jī)制目前尚不清楚。第一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過(guò)第二信使相互調(diào)控,第二信使丟失后二者的相互作用受到抑制。溴化乙錠處理細(xì)胞2周,抑制mtDNA復(fù)制,誘導(dǎo)細(xì)胞mtDNA喪失后細(xì)胞中pro-IL-1β的轉(zhuǎn)錄水平和蛋白表達(dá)不受影響,但I(xiàn)L-1β的分泌顯著降低。LPS和ATP處理細(xì)胞后誘導(dǎo)線粒體釋放 mtDNA,LC3B-/-和Becn1+/-小鼠的巨噬細(xì)胞釋放的mtDNA顯著增多,同時(shí)伴隨caspase-1的活化和IL-1β的分泌增多。第2種觀點(diǎn)認(rèn)為通過(guò)自噬蛋白相互調(diào)控,如LC3B、Bcl-2、Atg5-Atg12復(fù)合物等。第3種觀點(diǎn)認(rèn)為pro-IL-1β合成后被自噬體隔離,雷帕霉素誘導(dǎo)自噬后自噬體降解pro-IL-1β,從而阻斷IL-1β的分泌,3-MA抑制自噬后促進(jìn)pro-IL-1β的加工。第4種觀點(diǎn)認(rèn)為AIM2和NLRP3炎癥復(fù)合體形的激活誘導(dǎo)G蛋白R(shí)alB和自噬體的形成,進(jìn)而清除活性的炎癥復(fù)合體。自噬體的形成依賴(lài)于炎癥復(fù)合體識(shí)別受體AIM2和NLRP3的存在,而不是ASC和caspase-1[19]。

3.2 新蛋白質(zhì)的合成與炎癥復(fù)合體的關(guān)系

炎癥復(fù)合體的激活有兩個(gè)步驟,分別需要兩個(gè)信號(hào):第一信號(hào)誘導(dǎo)炎癥復(fù)合體活化所需的成分的合成,主要包括pro-IL-1β,稱(chēng)為致敏;第二信號(hào)誘導(dǎo)炎癥復(fù)合體組裝,caspase-1自我切割形成活性形式的p10和p20,切割pro-IL-1β成為活性形式,并釋放到體外。pro-IL-1β的合成是炎癥復(fù)合體活化的基礎(chǔ)。炎癥復(fù)合體的激活分為兩個(gè)階段,前期是快速激活,細(xì)胞在受到應(yīng)激后迅速觸發(fā)炎癥復(fù)合體的組裝,切割細(xì)胞內(nèi)基礎(chǔ)水平的的pro-IL-1β并分泌到胞外,這一階段炎癥復(fù)合體的激活獨(dú)立于新蛋白質(zhì)的合成,依賴(lài)于 Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)和識(shí)別受體的實(shí)時(shí)激活,通過(guò)TLR信號(hào)通路的白介素1受體相關(guān)激酶(interleukin-1receptorassociated kinase,IRAK-1)直接調(diào)控;后期炎癥復(fù)合體的激活依賴(lài)于新蛋白質(zhì)的合成,獨(dú)立于IRAK-1[20]。新蛋白質(zhì)合成抑制劑環(huán)己烯亞胺和LPS同時(shí)處理細(xì)胞10min,再用ATP激活NLRP3炎癥復(fù)合體并不影響caspase-1的活化[21]。環(huán)己烯亞胺處理巨噬細(xì)胞30min,再用LPS和尼日利亞霉素激活NLRP3炎癥復(fù)合體,caspase-1的活化受到阻斷,然而用鼠傷寒沙門(mén)菌和poly(dA:dT)刺激細(xì)胞,其活化不受影響。

3.3 泛素化/蛋白酶體通路與炎癥復(fù)合體的關(guān)系

泛素化/蛋白酶體通路是機(jī)體降解并回收外源蛋白質(zhì)以及衰老或損傷的細(xì)胞器,用來(lái)調(diào)控特定蛋白質(zhì)的濃度和除去錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的主要機(jī)制。泛素化/蛋白酶體降解蛋白質(zhì)過(guò)程為:需要被蛋白酶體降解的蛋白質(zhì)會(huì)先被連接上泛素作為標(biāo)記,去折疊后進(jìn)入20S核心顆粒的內(nèi)部孔道,由20S核心顆粒中的β亞基進(jìn)行蘇氨酸依賴(lài)的親核攻擊。

泛素化/蛋白酶體通路調(diào)節(jié)炎癥復(fù)合體主要通過(guò)降解炎癥復(fù)合體的主要成分。胞漿中的NLRP3合成后處于被泛素化標(biāo)記,LPS和ATP處理細(xì)胞后NLRP3去泛素化后活化,去泛素化酶抑制劑處理抑制NLRP3去泛素化阻斷炎癥復(fù)合體的激活[21]。去泛素化酶BRCC3是NLRP3去泛素化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)子,靶向NLRP3成為BRISC復(fù)合物的底物,促進(jìn)NLRP3去泛素化[22]。ASC活化也需要去泛素化酶的參與。ASC合成后被線性泛素鏈組裝復(fù)合物線性泛素化,在炎癥復(fù)合體激動(dòng)劑刺激下,ASC去泛素化后寡聚化而活化,由于NLRC4炎癥復(fù)合體的組裝中ASC不是必需成分,因此去泛素化酶抑制劑對(duì)其激活沒(méi)有影響[23]。pro-IL-1β同樣也由泛素化/蛋白酶體通路降解,去泛素化酶抑制劑通過(guò)促進(jìn)pro-IL-1β的降解,從而抑制炎癥復(fù)合體的活化[24]。

4 總結(jié)

目前一般認(rèn)為鈣離子遷移激活炎癥復(fù)合體是最具說(shuō)服力的模式,但鉀離子對(duì)該模式同樣存在調(diào)控作用。炎癥復(fù)合體的調(diào)控因素較多,包括自噬、新蛋白質(zhì)的合成和泛素化/蛋白酶體通路的影響,并且不同的炎癥復(fù)合體的調(diào)控差異較大。在過(guò)去的10年里,炎癥復(fù)合體激活的機(jī)理研究取得了重大進(jìn)展,但在激活模式和調(diào)控還有很大研究空間,而炎癥復(fù)合體的研究也必將為炎癥相關(guān)疾病的防治提供更有效的思路。

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