導(dǎo)語 看過無數(shù)篇凋亡小體相關(guān)的文獻(xiàn),倏然看到炎癥小體,是不是有些不適應(yīng)?炎癥小體的研究目前只有短短十幾年,但在近幾年已經(jīng)成為了研究熱門趨勢之一。如果你對細(xì)胞炎癥、細(xì)胞程序性死亡領(lǐng)域感興趣,炎癥小體是你不得不了解的關(guān)鍵詞。 作為炎癥反應(yīng)的重要組成部分,炎癥小體在2002年被發(fā)現(xiàn)以后就一直是免疫和炎癥疾病領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對象。炎癥小體(Inflammasome)是由胞漿內(nèi)模式識別受體(PRRs)參與組裝的多蛋白復(fù)合物,主要包含受體蛋白(即PRRs)、接頭蛋白ASC(也稱為TMS1)以及下游的Caspase-1。受體蛋白被激動劑激活后,會隨之吸引ASC和caspase-1組裝成直徑可達(dá)微米級的炎癥小體,從而誘導(dǎo)caspase-1自切割并活化。活性caspase-1一方面促進(jìn)包括白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和-18(IL-18)在內(nèi)的多種促炎性細(xì)胞因子的成熟和分泌,另一方面引發(fā)一種程序性炎性細(xì)胞死亡,即細(xì)胞焦亡(Pyroptosis)(圖1)。
炎癥小體的受體蛋白包括NOD樣受體(NLR)家族成員(如NLRP1, NLRP3,NLRC4等)以及來自HIN200家族的AIM2。NLR家族成員是構(gòu)成炎癥小體的一大類受體蛋白,它們大多數(shù)含有LRR(Leucine-rich Repeat)結(jié)構(gòu)域,可以識別細(xì)胞內(nèi)一系列的“危險(xiǎn)”信號。 圖2:NLR家族成員結(jié)構(gòu)示意圖【1】 大部分炎癥小體只會被一種或少數(shù)幾種高度特異的激動劑激活,但NLRP3是一個例外,它能夠?qū)?shù)量繁多并且在來源、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)性質(zhì)上都毫無關(guān)聯(lián)的激動劑做出反應(yīng),因此它的功能范圍也是所有炎癥小體中最為廣泛的,是大家研究最多也最深入的一個代表。NLRP3激動劑不僅包括來自入侵病原體的病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)(例如細(xì)菌RNA、細(xì)菌多肽類抗生素和流感病毒離子通道蛋白),還有受損機(jī)體自身產(chǎn)生的損傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)(例如ATP),以及多種跟疾病密切關(guān)聯(lián)的分子(例如阿爾茨海默病中的β-淀粉樣蛋白(amyloid β)以及動脈粥樣硬化中的膽固醇結(jié)晶(cholesterol crystal))等等。因此,NLRP3炎癥小體在病原體感染、自身炎癥反應(yīng)、神經(jīng)退行性疾病、癌癥、2型糖尿病等多種人類疾病中都發(fā)揮著舉足輕重的作用【2-7】。 NLRC4炎癥小體特殊之處在于不含PYD結(jié)構(gòu)域而含有CARD結(jié)構(gòu)域,也就意味著其不需要ASC蛋白作為“橋梁”而可以直接通過CARD:CARD相互作用和效應(yīng)蛋白連接。對細(xì)菌鞭毛蛋白和細(xì)菌保守的 type II 型分泌系統(tǒng) (TTSS) 的組分作出的應(yīng)答,NLRC4 (IPAF) 炎性體形成【8-12】。配體檢測和配體依賴型 NLRC4 寡聚化和炎性體激活需要【13,14】蛋白 NAIP 家族。在小鼠中,NAIP5 和 NAIP6 與鞭毛蛋白有關(guān),而 NAIP2 與 TTSS 桿蛋白發(fā)生相互作用【13,14】。NAIP 可識別人體內(nèi)的 TTSS 針蛋白 Cprl 【14】。另外,PKCδ 對細(xì)菌感染作出應(yīng)答使 NLRC4 磷酸化,而合一磷酸化對炎性體組裝和 caspase-1 激活 是必要的 【15】。 而AIM2則是一類DNA感受器,可以通過它C端HIN200結(jié)構(gòu)域識別并結(jié)合自體或異體的DNA,這一過程是不依賴序列就能完成的。而IFI16炎癥小體被認(rèn)為可以在細(xì)胞核內(nèi)識別一些病毒如KSHV的DNA,其結(jié)構(gòu)和AIM2類似,都需要ASC作為“橋梁”發(fā)揮連接作用【16-18】。 圖3 幾種常見炎癥小體的結(jié)構(gòu)組成示意圖 另外,炎癥小體的組裝離不開早期炎癥信號誘導(dǎo)的受體蛋白(如NLR家族成員,AIM2等)、接頭蛋白ASC/TMS1、pro-IL-1β 和 pro-IL-18等分子的表達(dá)增強(qiáng),因此,大家常常會通過WB來檢測這些分子的表達(dá)變化。 Caspase-1 又被稱為白介素-1? 轉(zhuǎn)化酶 (ICE/ICEα) ,是一種 I 類半胱氨酸蛋白酶。與Caspase-1功能接近的Caspase還包括 caspase-4、-5、-11 和 -12,它們一起構(gòu)成Caspase-1亞家族。Caspase-1 能夠?qū)⒀装Y細(xì)胞因子(如 pro-IL-1? 和干擾素-γ 誘導(dǎo)因子 (IL-18))裂解成成熟蛋白 【19,20】。與其他半胱天冬酶一樣,caspase-1 通過酶原蛋白水解被激活,產(chǎn)生一個由兩個活性亞基 (p20 和 p10)組成的四聚體。Caspase-1 具有巨大的氨基末端前體域,此區(qū)域包含一個半胱天冬酶募集區(qū)域 (CARD)。Caspase-1 過表達(dá)會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 【21】。Caspase-1 缺失小鼠在凋亡方面沒有嚴(yán)重缺陷,但在 pro-IL-1β 蛋白的成熟過程中有缺陷,而且這類小鼠可抵抗內(nèi)毒素休克【22,23】。研究發(fā)現(xiàn),caspase-1 至少有六種同工型,其中包括 caspase-1 α、β、γ、δ、ε 和 ζ (6)。多數(shù) caspase-1 同工型(α、β、γ 和 δ)生成的產(chǎn)物在 30-48 kDa 之間,并通過過表達(dá)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Caspase-1 ε 通常只包含 p10 亞基,不會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,可作為一種顯性失活蛋白。Caspase-1 中廣泛表達(dá)的 ζ 同工型會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,并且與 α 同工型相比,缺乏 39 個氨基末端殘基【24】。caspase-1 通過炎癥小體的寡聚化分子平臺激活,此中包含 caspase-5、Pycard/Asc 和 NALP1【25】。 Interleukin-1β (IL-1β) 是caspase-1 的重要靶標(biāo)之一,也是一個參與許多免疫和促炎性反應(yīng)的多功能細(xì)胞因子【26】。它主要由激活的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。它通過各種接頭蛋白和激酶發(fā)出信號,從而激活大量下游靶標(biāo)【27-31】。人 IL-1β 可以合成為 31 kDa 前體。為了獲得活性,前體必須在 Asp116 和 Ala117 位點(diǎn)之間被 caspase-1 剪切產(chǎn)生 17 kDa 成熟形式 【32,33】。IL-1β 17 kDa 成熟形式的檢測是衡量 caspase-1 活性的一個很好指標(biāo)。 分析完以上炎癥小體研究相關(guān)靶點(diǎn),你是否想到要更加經(jīng)濟(jì)地購買到該研究相關(guān)的多個靶點(diǎn)的抗體?CST 新推出了Human Reactive Inflammasome Antibody Sampler Kit II #25620,可幫您探秘炎癥小體相關(guān)的科研問題。這個產(chǎn)品包裝里包括: 該產(chǎn)品的特點(diǎn):
小編點(diǎn)評 炎癥小體是細(xì)胞焦亡以及其激活caspase-1引起的IL-1β分泌的炎癥反應(yīng)的重要調(diào)控因素。除此之外,Gasdermin D也是細(xì)胞焦亡下游信號通路的重要靶點(diǎn),在各個領(lǐng)域中發(fā)揮的作用正亟待揭曉,也是目前研究的熱點(diǎn)之一。 提示 CST出品了一系列不同研究領(lǐng)域的小包裝抗體組合套裝,廣受大家歡迎,大家可以點(diǎn)擊此處,了解更多。 參考文獻(xiàn)
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