炎性小体中ASC斑点形成机理及调控机制北大核心CSCD

在一系列微生物感染及内外源性刺激物的作用下,细胞质中多种蛋白复合物组装成炎性小体,其主要功能是活化半胱天冬酶-1,引起一系列促炎细胞因子的分泌和半胱天冬酶-1依赖性的细胞死亡。凋亡相关斑点样蛋白(ASC)是炎性小体中连接胞浆内受体和半胱天冬酶-1的接头蛋白,在炎性小体活化中ASC聚集成大分子的二聚体,被称为ASC斑点(ASC-speck)。ASC斑点的形成对半胱天冬酶-1的活化至关重要,调控ASC斑点的形成是炎性小体相关疾病的治疗和预防的新途径。本文从ASC斑点形成的分子机理,以及磷酸化、泛素化和去泛素化、离子通道等方面,对近年来ASC斑点的调控机制相关的研究进展进行综合评述,总结了ASC斑点的形成机理及主要调控机制,最后结合作者相关研究成果和观点对该领域的研究前景进行了展望。     

细胞调亡是半胱天冬酶参与的复杂过程

自从发现线虫(Caenorhabditis elegan)的CED蛋白与哺乳动物的白介素-1β转换酶(ICE)有相似作用以来[1],已有13种半胱天冬酶家族成员先后被发现或克隆[2](表1).半胱天冬酶(caspase)分为启动型和执行型,前者接受死亡信号、启动凋亡或激活下游的分子,后者则降解细胞骨架、蛋白质、核酸等.     

炎性体与器官移植

炎性体是指存在于细胞质内能够激活半胱天冬酶-1（caspase-1）的大分子复合物,活化的caspase-1通过酶切白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-18（IL-18）前体分子而生成具有生物学活性的IL-1β和IL-18.近来研究发现,炎性体分子NLRP1、NLRP2、NLRP5、CARD8、CASP5的基因型与移植的临床结果相关,心脏移植排斥反应时ASC和IL-1β的表达升高,缺血再灌注损伤中NLRP3炎性体激活增加IL-1β分泌,表明炎性体的激活与移植排斥反应和缺血再灌注损伤密切相关,但诱导炎性体活化的配体和参与的炎性体分子有待进一步研究.     

国外研究信息

<正>白细胞介素1受体相关激酶1旁路引发和直接连接Toll样受体至快速核苷酸结合寡聚化结构域样受体含热蛋白结构域3炎性体激活致病性感染和组织损伤引发炎性体的组装,这种胞质蛋白复合物激活半胱天冬酶-1(caspase-1),促进白细胞介素1β前体(pro-IL-1β)和pro-IL-18的切割成熟,还能调节caspase-1依赖的程序性细胞死亡(pyroptosis)。众所周知,微生物识别Toll样受体(TLR)主要是诱导激活caspase-1,但已知的TLR功能仅限于上调炎性体的作用。感染致命微生物后,TLR和核苷酸结合寡聚化结构域样受体(NLR)有可能同时     

炎症体研究进展

炎症体（innammasome）是一种多蛋白复合体,通过激活半胱天冬酶一l（caspase－1）调控白细胞介素－lβ（IL－1β）和IL－18的加工和成熟,进而参与机体的免疫反应。炎症体作为炎症和细胞死亡的重要调节因子,在天然免疫和免疫炎性疾病的发展中具有重要作用。该文就炎症体的结构与作用机制、信号调节及相关疾病等几方面的最新研究进展作一综述。     

NALP3炎性体在痛风发病中的作用与药物治疗研究进展

痛风是体内嘌呤代谢紊乱引起尿酸钠盐沉积所致的晶体相关性疾病。近年研究表明,核苷酸结合寡聚化结构域样受体3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NALP3)炎性体活化与巨噬细胞吞噬尿酸钠晶体密切相关。NALP3炎性体活化后可剪切半胱天冬酶-1并促进白介素1β释放,引起痛风炎症反应。现将从NALP3炎性体的组成及活化、尿酸钠晶体的吞噬识别途径,以及以NALP3炎性体为靶点的抗痛风药物等方面作一综述。     

细胞凋亡是半胱天冬酶参与的复杂过程

自从发现线虫 (Ｃａｅｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓｅｌｅｇａｎ)的ＣＥＤ蛋白与哺乳动物的白介素 1 β转换酶(ＩＣＥ)有相似作用以来[1] ,已有 1 3种半胱天冬酶家族成员先后被发现或克隆[2 ] (表 1 )。半胱天冬酶 (ｃａｓｐａｓｅ)分为启动型和执行型 ,前者接受死亡信号、启动凋亡或激活下游的分子 ,后者则降解细胞骨架、蛋白质、核酸等。半胱天冬酶如何启动和实施凋亡、受哪些因素调节等问题是近年来研究的热点。凋亡是由多种因素引起、多分子参与的复杂过程 ,本文就其目前的研究进展作一简要报道。表 1　现已发现十三种半胱天冬酶 ( 1998)1 .…     

炎性小体研究进展

炎性小体是由胞浆内模式识别受体组装的多蛋白复合体,是宿主先天免疫系统的重要组成部分。在细胞应对外界危险信号时,炎性小体能激活半胱天冬酶-1,通过调节白介素-1β和白介素-18等促炎性细胞因子的成熟与释放,参与先天性免疫防御。炎性小体活性异常与人类先天性和获得性炎症性疾病密切相关,炎性小体在免疫应答中具有重要作用。综述了炎性小体的组成、功能、激活方式及其与疾病的相关性。     

NLRP3炎症小体在真菌感染中的作用机制研究进展

炎症小体(Inflammasome)是细胞内识别危险信号的多蛋白复合体,是固有免疫的重要组成部分,NOD样受体家族含热蛋白结构域蛋白3炎症小体(NLRP3)是目前研究最多的一种炎症小体。真菌感染中,NLRP3炎症小体通路募集半胱天冬蛋白酶的前体半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(pro-caspase-1)自身剪切活化,活化后的半胱天冬蛋白酶(Caspase-1),通过对促炎因子IL-1β(interleukin-1β, IL-1β)和IL-18(interleukin-18, IL-18)的激活,引起宿主的炎症反应,在宿主免疫应答中发挥了重要作用。     

细胞焦亡机制及与疾病的关系

细胞焦亡(pyroptosis)是近年来发现的一种区别于细胞凋亡的促炎程序性死亡方式。焦亡途径包括半胱天冬酶(caspase)-1介导的经典焦亡途径和Caspase-4/5/11介导的非经典焦亡途径。细胞焦亡涉及多种炎性小体的激活,如核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLR pyrin domain containing 3,NLRP3)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白C4 (NLR containing a caspase recruitment domain 4,NLRC4)以及黑色素瘤缺乏因子2 (absent in melanoma 2,AIM2)等。Gasdermin-D(GSDMD)是参与细胞焦亡的关键切割蛋白,最终导致膜蛋白通道开放、膜孔形成、白细胞介素(interleukins,ILs)释放,从而扩大炎症反应。细胞焦亡介导许多疾病如感染性疾病、神经系统疾病、心血管疾病、代谢性疾病以及炎症免疫性疾病等。本文综述了细胞焦亡机制及与疾病关系的研究进展。     

细胞焦亡:一种与炎症相关的细胞死亡

细胞焦亡是一种促炎症性和溶解性的细胞模式死亡,它是依赖半胱天冬酶-1(caspase-1)的激活所引起的一系列反应,最终作用于细胞,产生一种介于凋亡和坏死之间的细胞死亡。机体通过触发细胞焦亡而起到保护机体免受外界感染的作用,其中炎症小体激活半胱天冬酶-1(caspase-1)对于细胞焦亡的诱导起着重要的作用。本文主要介绍细胞焦亡及其被诱发的分子机制新进展,及与临床贴近的最新进展。     

半胱天冬酶（caspase）

半胱天冬酶是ＩＣＥ／ＣＥＤ－３蛋白酶家族的总称,在细胞凋亡中起着关键的作用,迄今已鉴定的人类半胱天冬梅共有１１种,其底物可分为４类,半胱天冬酶的激活机制已初见端倪,有非自然抑制剂和自然抑制剂,抑制半胱天冬酶活性作为神经变性疾病的治疗途径已开始探索。     

NLRP1炎性体

核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白1(NLRP1)炎性体是NLRP1在识别胞内病原相关分子模式(PAMP)后与凋亡相关斑点样蛋白(ASC)以及半胱天冬氨酸酶(Caspase-1、Caspase-5)前体等分子结合形成的蛋白复合物,活化后促进IL-1β、IL-18、IL-33等炎症因子的成熟和释放,在先天性免疫中发挥重要作用。本文主要介绍了NLRP1炎性体的组成、激活机制、信号通路、负向调控及生物学功能,综述了NLRP1炎性体在炭疽、弓形虫病、泛发型白癜风、肠炎、牛皮癣等疾病中作用的研究进展。     

胱天蛋白酶CASP4的研究进展

CASP4[又名ICH-2、ICE(rel)-Ⅱ、Mih1和protease TX]是胱天蛋白酶caspase(aspartate-specific cysteinyl proteinase)家族中的一员。在多种内外因素的侵袭条件下,CASP4(以及其它炎性caspases)被激活,释放促炎细胞因子并启动先天免疫反应。此外,CASP4还在肿瘤与阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)等疾病中发挥作用。本文将简要综述近年来CASP4的研究进展。     

甜菜夜蛾半胱天冬酶基因的克隆及对细胞凋亡 诱导剂和病原微生物感染的表达响应

【目的】本研究旨在明确甜菜夜蛾Spodoptera exigua半胱天冬酶(caspase)在细胞凋亡诱导剂诱导和病原微生物胁迫下的表达模式,为丰富鳞翅目昆虫细胞凋亡机制研究奠定基础。【方法】利用RT-PCR技术从甜菜夜蛾3龄幼虫体内扩增两个半胱天冬酶基因(SeCasp-3和SeCasp-4)编码区的全长;利用qPCR技术分别检测两个半胱天冬酶基因在细胞凋亡诱导剂过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)(100 μmol/L)、放线菌素D(actinomycin D, ActD)(10 μg/mL)和地塞米松(dexamethasone, DEX)(50 μg/mL)诱导后甜菜夜蛾脂肪体细胞中及病原菌苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis kurstaki (Btk)(10⁸个细菌/mL)、大肠杆菌TG1菌株Escherichia coli TG1 (E. coli TG1)(10⁸个细菌/mL)、烟芽夜蛾囊泡病毒3h株(Heliothis virescens ascovirus 3h, HvAV-3h)(1.16×10¹¹个基因组拷贝/mL)和苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)(5 000 OBs/μL)感染后甜菜夜蛾3龄幼虫体内的表达模式。【结果】SeCasp-3(GenBank登录号: MW183334)的编码区长942 bp,共编码313个氨基酸;SeCasp-4(GenBank登录号: MW183335)的编码区长843 bp,共编码280个氨基酸。SeCasp-3和SeCasp-4的假定蛋白序列与家蚕Bombyx mori Dronc的氨基酸序列一致性分别为45.54％和58.46％,且SeCasp-3和SeCasp-4之间具有较高的同源性。SeCasp-3和SeCasp-4在不同化学物质诱导下的甜菜夜蛾脂肪体细胞中的表达模式存在明显差异,在100 μmol/L H₂O₂和10 μg/mL ActD处理后24和48 h,脂肪体细胞中SeCasp-3和SeCasp-4的相对表达量均显著升高;50 μg/mL DEX处理后24和48 h,SeCasp-3的相对表达量未见显著变化,但SeCasp-4的相对表达量升高了数千倍。在不同病原微生物感染后的甜菜夜蛾3龄幼虫体内,SeCasp-3和SeCasp-4的表达模式基本相同。一般线性模型的分析结果表明,Btk和E. coli TG1的感染不造成SeCasp-3和SeCasp-4相对表达量的显著变化,而HvAV-3h和AcMNPV的感染则显著抑制了这两个基因的表达。【结论】本研究鉴定了两个甜菜夜蛾半胱天冬酶基因,并分析了其对细胞凋亡诱导剂和病原微生物感染的表达响应,为进一步探究半胱天冬酶功能和昆虫细胞凋亡过程提供了重要的理论基础。     

亡的执行者——半胱天冬酶在疾病防治中的应用前景

近年来,研究人员逐渐认识到,一类被称为Ｃａｓｐａｓｅ（ｃｙｓｔｅｉｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｓｐａｒｔａｔｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｔｅａｓｅ,半胱天冬酶）的蛋白酶在细胞的凋亡过程中起了重要作用。半胱天冬酶是一类对天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶,在其活...     

RIG-I的基因结构、进化及功能

RIG-I(retinoic acid-inducible gene-I)是一种细胞质内识别病毒RNA的受体,广泛存在于多种组织和细胞中。其结构上包括一个N-端的半胱天冬酶募集结构域(caspase recruitment domain, CARD)、RNA解旋酶结构(RNA helicase domain)和C-端调控或抑制结构域(C-terminal regulatory or repressed domain, CTD/RD)。最近的研究发现, RIG-I除了具有抗病毒功能外,还参与抗菌、抗癌,调控细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程。为了更全面、系统地了解RIG-I,该文对RIG-I的基因结构、进化及功能进行了综述,以期为病原体感染和癌症的研究提供参考。     

液泡加工酶: 植物中具有胱天蛋白酶功能的蛋白酶

植物的液泡加工酶(VPE)是一类存在于液泡中的半胱氨酸蛋白酶家族,最近被发现与动物细胞的胱天蛋白酶(caspase)在调控细胞的PCD(细胞程序性死亡)方面具有相似性。文章综述了VPE调控植物细胞程序性死亡的研究进展,从结构、功能和作用机制方面讨论了液泡加工酶与胱天蛋白酶的相似性。     

病原体与宿主炎症小体相互作用

炎症小体(Inflammasome)是细胞质中多种蛋白组装成的复合物,炎症小体的激活能活化半胱天冬酶-1(caspase-1),进而引起系列促炎细胞因子的成熟与分泌和诱导细胞焦亡。当病原体感染时,炎症小体的激活在宿主天然免疫应答中起重要作用。大量研究表明,多数情况下炎症小体对宿主起保护作用,仅少数情况下保护作用不明显或表现出有利于病原体生存的一面。在长期进化中,病原体也发展出逃避宿主炎症小体作用的策略。病原体可直接抑制炎症小体的激活或减弱炎症小体的作用。本文从病原体感染宿主中炎症小体的作用及病原体对宿主炎性症小体的逃避机制两方面对二者相互作用的最新研究进展进行综述。     

胱天蛋白酶-9

在哺乳动物细胞凋亡的过程中 ,需要一系列的半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶 (ｃｙｓ ｔｅｉｎｙｌａｓｐａｒｔａｔｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｔｅａｓｅ) ,简称胱天蛋白酶 (ｃａｓｐａｓｅ)。目前胱天蛋白酶家族中已有1 3个成员 ,根据其氨基端前域的不同 ,分为启动酶和执行酶。启动酶能通过其前域与信号分子结合 ,引起执行酶的活化 ,导致凋亡。胱天蛋白酶的激活途径 ,目前认为有两条 :其一是由细胞表面Ｆａｓ和ＴＮＦ等介导胱天蛋白酶 8活化 ,并依次活化下游分子胱天蛋白酶 3、6、7等 ;其二是由Ｃｙｔ ｃ/Ａｐａｆ 1 /胱天蛋白酶 9/胱天蛋白…