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NLRP3炎症小体是由胞内固有免疫受体NLRP3、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，该复合物组装能够在巨噬细胞中诱导促炎因子IL-1β（白细胞介素1 β）和IL-18（白细胞介素18）等的成熟和分泌，从而促进炎症反应的发生【1】。NLRP3炎症小体活化与多种人类重大疾病的发生有着密切的关系，NLRP3功能的失调会引起多种炎性综合症，包括多发性硬化(MS)、心血管疾病、神经退行性疾病以及痛风、肥胖、胰岛素抵抗等代谢紊乱疾病【2】。NLRP3的蛋白水平是炎症体激活的限速步骤，因而它在体内的表达被紧密地调控以维持免疫稳态和避免异常活化带来的有害效果。目前对于NLRP3的表达调控研究主要集中在转录后水平和翻译后修饰水平，然而关于NLRP3的转录激活如何受到调控仍不清楚。 VSIG4（V-set and immunoglobulin domain–containing 4）特异性表达在静息组织驻留的巨噬细胞中，是免疫球蛋白超家族的补体受体之一【3】。先前的研究指出，VSIG4能够通过结合补体蛋白C3b清除包括李斯特菌（Listeria monocytogenes）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）在内的病原入侵【4】，然而VSIG4在NLRP3在炎症小体信号中是否发挥作用仍不明确。 近日，第三军医大学陈永文教授与吴玉章教授在Science Advances发表了题为“VSIG4 mediates transcriptional inhibition of Nlrp3 and Il-1β in macrophages” 的研究论文，发现了VSIG4结合膜蛋白MS4A6D介导了JAK2-STAT3-A20信号通路的激活，抑制了NF-κB的活性，从而在转录水平抑制NLRP3和IL-1β表达。
为了研究VSIG4是否调控NLRP3炎症小体信号，研究人员利用VSIG4基因敲除的小鼠模型（Ms4a6d −/− 基因敲除小鼠由赛业生物构建），发现在腹腔渗出巨噬细胞（PEMs）中，VSIG4功能缺陷会明显促进NLRP3和IL-1β的表达，表明VSIG4对NLRP3表达的负调控作用。 在分子机制上，先前有报道指出，A20（又称为TNFAIP3）能够通过抑制NF-κB的激活负调控LPS诱导的NLRP3基因表达【5】。VSIG4是否会通过该通路影响NLRP3的表达呢？ 通过生物信息学预测、RNA干扰等技术，研究人员发现A20基因的启动子区域存在STAT3 (the signal transducers and activators of transcription)的结合位点，过表达VSIG4引起了STAT3及上游的JAK2 (Janus kinase 2)蛋白的磷酸化激活，进而增强A20基因的表达。 为了寻找VSIG4激活JAK2-STAT3-A20通路的上游信号元件，研究人员通过酵母分离泛素筛选系统(yeast split-ubiquitin screening system)，鉴定出跨膜蛋白MS4A6D (the member 6D of the membrane-spanning 4-domains subfamily A)能够与VSIG4以及JAK2相互作用，从而介导了A20的激活，通过点突变实验发现MS4A6D第232位和235位丝氨酸的磷酸化发挥了关键作用。 在生理功能层面，研究人员以实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）小鼠模型以及葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎模型来研究VSIG4对NLRP3炎症小体激活的影响。结果表明，VSIG4功能缺失后加剧了小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎的严重程度，同时显示出对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎的抗性。 为了做进一步的功能验证，研究人员以制备了VSIG4的单克隆抗体VG11，在细胞水平上，VG11与VSIG4结合能够抑制LPS诱导的proIL-1β以及NLRP3的表达；同时，在EAE小鼠模型中，VG11能够缓解小鼠EAE的严重程度，上述激动剂的实验结果再次验证了VSIG4对NLRP3炎症小体的抑制作用。 综上所述，此研究在巨噬细胞中发现了NLRP3在转录水平调控的新机制，深化了人们对于NLRP3表达调控的认识，同时提示VSIG4可以作为NLRP3炎性体相关疾病的潜在治疗靶点。 原文链接： http://advances./content/5/1/eaau7426.abstract 参考文献 【1】V. A. K. Rathinam, K. A. Fitzgerald, Inflammasome complexes: Emerging mechanisms and effector functions. Cell 165, 792–800 (2016). 【2】M. Lamkanfi, V. M. Dixit, Inflammasomes and their roles in health and disease. Annu. Rev.Cell Dev. Biol. 28, 137–161 (2012). 【3】K. Y. Helmy, K. J. Katschke Jr., N. N. Gorgani, N. M. Kljavin, J. M. Elliott, L. Diehl, S. J. Scales, N. Ghilardi, M. van Lookeren Campagne,CRIg: A macrophage complement receptor required for phagocytosis of circulating pathogens. Cell 124, 915–927 (2006). 【4】K. Y. Helmy, K. J. Katschke Jr., N. N. Gorgani, N. M. Kljavin, J. M. Elliott, L. Diehl, S. J. Scales, N. Ghilardi, M. van Lookeren Campagne, CRIg: A macrophage complement receptor required for phagocytosis of circulating pathogens. Cell 124, 915–927 (2006). 【5】A. Ma, B. A. Malynn, A20: Linking a complex regulator of ubiquitylation to immunity and human disease. Nat. Rev. Immunol. 12, 774–785 (2012). 注：Ms4a6d −/− 基因敲除小鼠由赛业生物构建。 制版人：半夏 |
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