景杰生物/报道
越来越多的研究发现,免疫疾病与表观遗传学有着密切的联系。磷酸化、多聚泛素化这两种类型的翻译后修饰(PTMs)已被证明能够有效调节先天免疫反应。此外,一些其它类型的PTMs,如乙酰化、SUMO化和琥珀酰化,也证明与先天免疫和炎症调控相关。(详情请戳:蛋白质组学在免疫学研究中的热点应用)
磷酸化是一种广泛存在的翻译后修饰类型,细胞内有超过30%的蛋白质发生磷酸化修饰。因此磷酸化修饰是调节和控制蛋白质活力和功能的最基本、最普遍,也是最重要的机制。磷酸化参与各种生理和病理过程,调控细胞的增殖、发育、分化、凋亡等生命活动,广泛运用在信号转导通路、细胞凋亡、发育分化、癌症机理等研究领域。
7月23日,中国科学技术大学生命和医学学部、中国科学院天然免疫与慢性疾病重点实验室和合肥微尺度物质科学国家研究中心教授周荣斌、江维受邀在Cell旗下Trends in Biochemical Sciences上发表了题为Control of Inflammasome Activation by Phosphorylation的综述性文章,系统总结和讨论了磷酸化修饰在炎症小体活化和调控中的作用和机制,靶向蛋白激酶和磷酸酶可能是治疗炎症性疾病的有效方法。
炎症小体是由胞内固有免疫受体、接头蛋白ASC和蛋白酶Caspase-1(半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1)作为核心组成的多蛋白复合物,该复合物组装能够诱导促炎因子IL-1b(白细胞介素1b)和IL-18(白细胞介素18)等的成熟和分泌,从而促进炎症反应发生。
炎症小体可以被病原微生物感染或者高血糖、饱和脂肪酸、胆固醇结晶、尿酸结晶、β-淀粉样蛋白等“危险信号”激活,所以炎症小体介导的固有免疫反应不仅在抗感染免疫反应中起重要作用,也参与2型糖尿病、动脉粥样硬化、痛风、神经退行性疾病、多发性硬化症等疾病的发生过程。因此炎症小体如何活化和组装以及自身如何被调控是目前免疫学界极大关注的一个科学问题。
论文对磷酸化修饰在各种炎症小体活化或调控中的作用和机制进行了总结和展望,并探讨了靶向相关激酶对炎症小体驱动的疾病进行干预的可能性。
磷酸化修饰通过靶向不同的炎性组分(包括NLRP3、Pyrin、NLRC4、IFI16、ASC和Caspase -1)来调节炎性体激活,通过大量磷酸化事件调节NLRP3炎性细胞的启动、自组装、定位和降解。细菌毒素对Rho GTP酶的失活导致吡咯的去磷酸化、14-3-3蛋白的解离和吡咯炎性体组件。NLRC4 S533磷酸化使炎症细胞活化。ASC和Caspase 1的磷酸化修饰调节多个炎性体激活。
周荣斌研究组和江维研究组致力于探究免疫系统识别“危险信号”的分子机制和疾病干预策略,近年来在NLRP3炎症小体的活化、调控和靶向NLRP3的小分子药物设计方面做出了一系列重要工作,推动了该领域的发展。相关研究获国家自然科学基金、中组部、科技部、中科院和教育部等的经费支持。
NLRC4炎性激活模式
作者介绍
周荣斌教授,博士生导师。2011年入选中国科学院百人计划并聘为教授;2012年获基金委优秀青年基金支持, 2014年入选中组部青年拔尖人才支持计划, 2015年入选国家杰出青年科学基金获得者,2016年入选科技部中青年科技创新领军人才,2017年入选中组部万人计划领军人才。主要从事免疫和炎症信号转导及疾病机制研究,以第一/通讯作者在Nature、Cell、Nat Immunol、Immunity、J Exp Med等杂志发表论文多篇,他引4000余次。获中国优秀青年科技人才奖(2016)、中国青年科技奖(2016)、谈家桢生命科学创新奖(2016)、树兰医学青年奖(2015)、等奖项。担任Cellular & Molecular Immunology编委。任中国免疫学会青年工作委员会主任委员,基础免疫分会副主任委员。
江维教授,博士生导师。2007年毕业于中国科学技术大学获得理学博士学位,2007年至2011年于瑞士Ludwig肿瘤学研究所从事博士后研究。长期致力于探究模式识别受体在固有免疫识别、信号转导及相关疾病中的作用和机制,近年来取得了多项研究成果,以(共)第一作者/通讯作者在Cell、Nat Immunol、Immunity、J Exp Med、J Immunol等国际期刊上发表多篇研究论文。2013年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,2017年获得国家基金委“优秀青年科学基金”项目。
参考文献
RongbinZhou, et al, (2018) Control of Inflammasome Activation by Phosphorylation, Trends in Biochemical Sciences.
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邹文安