袁榮志,王宇超,胡嘯竹
(哈爾濱市南崗區農林水務畜牧獸醫局黑龍江哈爾濱150007)
炎性體
袁榮志,王宇超,胡嘯竹
(哈爾濱市南崗區農林水務畜牧獸醫局黑龍江哈爾濱150007)
炎性體是免疫細胞識別病原相關分子模式(PAMPs)或損傷相關分子模式(DAMPs)后在胞質內形成的多分子復合物。在已發現的多種炎性體中,因NLRP3炎性體能感知廣泛的應激因素,對其研究也較為深入,但目前對于其活化和調節機制仍不十分清楚。本文就此展開綜述。
炎性體;NOD-樣受體;模式識別受體
天然免疫系統是抵御病原微生物入侵和感受危險信號的第一道防線。病原來源的病原相關分子模式(PAMPs)或細胞內外源性的損傷因子(損傷相關分子模式,DAMPs)被胚系基因編碼的模式識別受體(PRRs)識別,啟動天然免疫反應,清除感染或應激損傷,實現宿主防御。主要的模式識別受體包括Toll樣受體(TLRs)、RIG-I樣受體(RLRs)、NOD樣受體(NLRs)、AIM2樣受體(ALRs)、以及C-型凝集素樣受體(CLRs)等。
大多數的多細胞生物和哺乳動物體內存在一個特殊的共同進化的微生物世界,維持體內平衡的共生菌群,通過保護性免疫反應來對抗入侵的病原體,這表明天然免疫系統具有微生物識別能力。模式識別受體(PRRs)的幾個家族已經進化到能夠識別保守的微生物結構,可以檢測到細菌、病毒、寄生蟲或真菌等的存在[1]。這些細菌相關分子模式(MAMPs)對于細菌生長和功能至關重要,并且MAMPs在微生物的分類和穩定的演化過程起到主要作用。MAMPs包括脂多糖(LPS)和肽聚糖等細菌細胞壁成分以及微生物核酸,但是否包括多細胞寄生蟲仍是未知。PRRs位于細胞胞漿、細胞膜或細胞器上。當特定的微生物配體存在時,這些PRRs引發下游信號傳導級聯,導致轉錄因子活化和促炎細胞因子釋放。這些細胞因子促使組織從穩態切換到炎癥狀態,目的在于調整觸發的PRRs信號并恢復正常的組織功能[2]。但是多數的PRRs不僅可以由MAMPs誘導,也可以通過宿主組織發生障礙觸發信號,這些信號都統稱為損傷相關分子模式(DAMPs)。DAMP通過PRRs識別,誘導激活類似的下游信號級聯和促炎細胞因子產生。DAMPs包括細胞內的ATP和HMGB1等分子以及來自細胞外的透明質酸片段等衍生的蛋白質。
NOD樣受體(NLRs)在天然免疫系統中的重要作用已經成為近年來人們關注的熱點。人NLRs家族蛋白有22個成員,小鼠有34個成員。目前發現NLRs家族中的NLRP1、NLRP3、NLRC4以及ALRs家族的AIM2參與構成炎性體(Inflammasome)結構。當大量內源性和外源性的危險信號同時存在時,由于NLRs家族既能識別PAMPs又能識別DAMPs,所以NLR家族能夠先于其他識別受體誘導其成員的激活[3]。NLRs屬于一種含有保守結構域的胞質受體蛋白,在特定條件下NLRs能夠形成一種多蛋白復合物,即炎性體[4]。這種由NLRs多種成分構成的蛋白質復合物活化時,會在胞漿中形成斑點狀聚集體。除了NLRs,AIM2也能夠啟動炎性體的裝配。炎性體是胞漿中的多蛋白大分子復合物,由上述識別受體分別與接頭蛋白ASC和Pro-caspase-1組成,而NLRP1不需要ASC,可以直接通過CARD域間相互作用與Pro-Caspase-1形成復合物[5]。炎性體裝配后刺激Pro-caspase-1剪切活化為具酶活性的caspase-1,caspase-1水解Pro-IL-1β和Pro-IL-18,促進其剪切成熟,并釋放到胞外,從而發揮廣泛的生物學效應。
目前以NLRP3炎性體研究最為深入,已發現多種病原、病原成分或產物、結晶物質等可以活化NLRP3炎性體,如單增李斯特菌、尼日利亞菌素、尿酸鹽晶體、膽固醇晶體以及細胞死亡后釋放出的ATP、氧化的線粒體DNA等。鑒于NLRP3炎性體在病原感染、腸炎、腫瘤、過敏等多種疾病發生發展中起重要作用,調控NLRP3炎性體活化將成為預防和治療這些疾病的重要策略。
炎癥是代謝綜合征的重要組成部分。促炎細胞因子和特異性免疫細胞群在代謝疾病發生發展過程中發揮著重要作用。然而,我們的宿主免疫系統如何通過體內細胞特異性的方式檢測營養過剩產生的代謝應激仍未可知。炎性體作為細胞監控系統的對于我們如何理解哺乳動物生物體的免疫系統細胞穩態具有重要意義。■(編輯:趙曉松)
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Inflammatory Body
Yuan Rongzhi,Wang Yuchao,Hu Xiaozhu
(Animal husbandry and Veterinary Bureau of Nangang District,Harbin,150007)
Inflammatory bodies are multimolecular complexes formed in the cytoplasm of immune cells recognizing pathogen-associated molecular patterns(PAMPs)or injury-related molecular patterns(DAMPs).A-mong the various types of inflammatory cells,NLRP3 has been extensively studied due to the extensive stress factors.However,the mechanism of its activation and regulation is still unclear.In this paper,a review.
Inflammatory body;NOD-like receptor;Pattern recognition receptor.
10.3969/j.issn.1008-4754.2016.10.045