細(xì)胞死亡調(diào)控系統(tǒng)性淋巴細(xì)胞增生疾病。受訪(fǎng)者供圖
5月19日，《細(xì)胞-報(bào)告》在線(xiàn)發(fā)表了中科院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所研究員章海兵團(tuán)隊(duì)的研究成果，該研究揭示小鼠RIPK3蛋白突變可導(dǎo)致RIPK1-RIPK3相互作用缺失，從而抑制體內(nèi)、外細(xì)胞程序性壞死的發(fā)生。
此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，在FADD敲除小鼠模型中，RIPK3蛋白突變還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫性淋巴細(xì)胞增生綜合征。章海兵表示，這為相關(guān)疾病的治療提供了理論基礎(chǔ)和潛在靶點(diǎn)。
神奇的蛋白讓細(xì)胞又死又活
自身免疫性淋巴細(xì)胞增生綜合征是一種以淋巴細(xì)胞增生為特征的自身免疫疾病。該疾病的發(fā)病原因是淋巴細(xì)胞的死亡通路被阻斷，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞的發(fā)育穩(wěn)態(tài)被破壞，表現(xiàn)為淋巴結(jié)腫大、脾臟腫大、淋巴瘤以及其它自身免疫疾病的發(fā)生。
章海兵解釋?zhuān)?dāng)機(jī)體正常的細(xì)胞凋亡和程序性壞死均被破壞時(shí)，這種疾病便會(huì)發(fā)生。
細(xì)胞程序性壞死是一種新型的細(xì)胞炎性死亡方式，以胞質(zhì)內(nèi)蛋白形成壞死小體，細(xì)胞膜形成孔破裂釋放內(nèi)容物為主要特征。壞死小體主要由受體相互作用蛋白激酶1和3（RIPK1、RIPK3)組成，RIPK1與RIPK3通過(guò)功能域RHIM形成多聚蛋白復(fù)合體。目前RIPK3蛋白R(shí)HIM功能域的生理功能和作用機(jī)制尚不清楚。
章海兵團(tuán)隊(duì)通過(guò)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)人源和鼠源的RIPK3蛋白能誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞凋亡，通過(guò)突變RIPK3蛋白R(shí)HIM功能域上的重要位點(diǎn)，不僅能阻止RIPK1/RIPK3蛋白多聚體的出現(xiàn)，也可以阻止細(xì)胞凋亡和細(xì)胞程序性壞死的發(fā)生。
因此，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該突變位點(diǎn)能調(diào)控RIPK3蛋白的RHIM功能域，從而影響細(xì)胞死亡功能?！耙簿褪钦f(shuō)，該人源和鼠源位點(diǎn)都可以破壞RHIM介導(dǎo)的RIPK3多聚引起細(xì)胞死亡的功能。”章海兵告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
小鼠存活但卻患病了
為研究RIPK3蛋白R(shí)HIM功能域的體內(nèi)功能，研究人員通過(guò)CRISPR-Cas9構(gòu)建了特定點(diǎn)突變的小鼠模型。免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)顯示，點(diǎn)突變后的RIPK3蛋白不能與RIPK1發(fā)生相互作用。
為進(jìn)一步證實(shí)該點(diǎn)突變抑制細(xì)胞壞死的作用，研究人員在FADD基因敲除小鼠模型中引入該突變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本應(yīng)胚胎致死的小鼠活了下來(lái)，并且活到了成年。
章海兵解釋?zhuān)現(xiàn)ADD敲除小鼠在胚胎發(fā)育的10天左右時(shí)，會(huì)因過(guò)度細(xì)胞壞死而胚胎死亡。而RIPK3的點(diǎn)突變可以挽救FADD敲除導(dǎo)致的小鼠胚胎致死并存活到成年。“這證明，RIPK3蛋白R(shí)HIM功能域在體內(nèi)介導(dǎo)細(xì)胞程序性壞死中起關(guān)鍵作用”。
值得注意的是，本應(yīng)胚胎死亡的FADD敲除小鼠雖然因RIPK3點(diǎn)突變活下來(lái)了，但卻患有系統(tǒng)性淋巴細(xì)胞增生。有趣的是，在FADD敲除小鼠的基礎(chǔ)上，與敲除RIPK3基因相比，RIPK3點(diǎn)突變小鼠的疾病更嚴(yán)重了。
“換句話(huà)說(shuō)，F(xiàn)ADD敲除基礎(chǔ)上，RIPK3點(diǎn)突變蛋白能介導(dǎo)炎癥反應(yīng)促進(jìn)小鼠系統(tǒng)性淋巴細(xì)胞增生疾病?！闭潞１茰y(cè)，這可能提示，RIPK3觸發(fā)的細(xì)胞炎癥反應(yīng)是依賴(lài)于RIPK3的蛋白骨架，而不依賴(lài)于點(diǎn)突變?！耙虼耍琑IPK3點(diǎn)突變后，蛋白骨架還在，炎癥反應(yīng)仍會(huì)發(fā)生，疾病表現(xiàn)更為嚴(yán)重。”
兩種蛋白仍有“料”可挖
此外，在以上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步敲除RIPK1則可以緩解系統(tǒng)性淋巴細(xì)胞增生。
這表明RIPK3的RHIM功能結(jié)構(gòu)域不僅在介導(dǎo)細(xì)胞程序性壞死信號(hào)通路中具有關(guān)鍵作用，而且通過(guò)與RIPK1的相互作用，該功能域可調(diào)控淋巴細(xì)胞發(fā)育及免疫穩(wěn)態(tài)?！斑@為治療相關(guān)自身免疫性疾病提供了理論基礎(chǔ)和新的靶點(diǎn)?！闭潞１硎?。
RIPK3不僅介導(dǎo)細(xì)胞程序性壞死，同時(shí)也介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。對(duì)此，中科院上海巴斯德研究所研究員王海坤對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》表示，該研究通過(guò)構(gòu)建不同于之前報(bào)道的RIPK3蛋白R(shí)HIM結(jié)構(gòu)域突變小鼠，揭示了RIPK3的RHIM結(jié)構(gòu)域在細(xì)胞死亡及系統(tǒng)性淋巴細(xì)胞增生疾病中的作用。
“這也為該領(lǐng)域進(jìn)一步研究關(guān)鍵分子RIPK3不同結(jié)構(gòu)域的生物學(xué)意義，提供了新的動(dòng)物模型?！蓖鹾＠ふf(shuō)。
接下來(lái)，章海兵研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研究RIPK3的點(diǎn)突變和RIPK1的相互作用，探索其調(diào)控細(xì)胞死亡信號(hào)通路的作用機(jī)制和炎癥機(jī)制。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107650
作者：辛雨
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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