細胞壞死的新謎題
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：生物通 / 2016-11-10 08:22:10
細胞死亡是所有多細胞生物體必需的基本生理過程。在機體一生當(dāng)中，許多組織中的細胞都會發(fā)生自然死亡，新的細胞替換。細胞死亡和新細胞生成之間的適當(dāng)平衡是維系健康組織功能，機體損傷后修復(fù)的關(guān)鍵所在。如果細胞只增加不減少，那么就會導(dǎo)致腫瘤發(fā)展。另一方面，過多的細胞死亡也會導(dǎo)致組織損傷和疾病。
正常來說我們的組織都是健康的，但是其中一些會發(fā)生炎癥和疾病，“是什么引發(fā)炎癥的呢？細胞程序性壞死（necroptosis）是否是炎癥的開關(guān)，這種進程如何調(diào)控的呢？”德國科隆大學(xué)遺傳學(xué)研究所教授ManolisPasparakis說
目前公認的主要細胞死亡類型有三種，第一種是“壞死”，第二種是“凋亡”，第三種是“自噬”。凋亡和自噬均需要能量和合成新的蛋白質(zhì)，是一個細胞自我調(diào)控的主動過程，因此也被稱為“程序性死亡”。
細胞壞死最初被認為是一類因病理而產(chǎn)生的被動死亡，這些細胞的膜通透性增高，致使細胞腫脹，細胞器變形或腫大，最后細胞破裂。因此被認為是無序的過程，無從進行調(diào)控，但是RIP1和RIP3調(diào)控研究改變了這種誤解，在2005年，這種與死亡受體配基相關(guān)的程序性壞死被命名為“necroptosis”。
Pasparakis教授研究組構(gòu)建了特殊皮膚細胞：角蛋白細胞（keratinocytes）中RIPK1基因缺失的小鼠，本來他們以為由于RIPK1缺乏，細胞不會發(fā)生程序性壞死，但是結(jié)果研究人員得到了相反的結(jié)果：這些小鼠中的角蛋白細胞出現(xiàn)細胞壞死而死亡，引發(fā)了皮膚炎癥。
這就提出了一個問題：為何缺失RIPK1也會導(dǎo)致程序性壞死？
通過進一步分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了答案，由于RIPK1會抑制另外一種程序性壞死誘導(dǎo)因子：ZBP1蛋白，遺傳去除ZBP1能抑制RIPK1缺失引發(fā)的程序性壞死和炎癥。
“我們知道，ZBP1是一種DNA傳感蛋白，參與對抗某些病毒的免疫系統(tǒng)，但是至今還未發(fā)現(xiàn)它在炎癥中的作用，”文章作者之一ChunKim說。
那么RIPK1是如何抑制ZBP1的呢？
為了回答這個問題，研究人員利用CRISPR基因編輯修改了RHIM結(jié)構(gòu)域中的3個氨基酸，這種結(jié)構(gòu)域是RIPK1與另外兩個調(diào)控程序性壞死的蛋白之間相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。小鼠如果在所有細胞中都表達這種突變的RIPK1，那么出生后就會無法生存。不過只在角蛋白細胞中表達就只會引發(fā)皮膚炎癥。
研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)RIPK1中PHIM結(jié)構(gòu)域突變時，ZBP1會開啟程序性死亡，引發(fā)圍產(chǎn)期死亡和成鼠皮膚炎癥?！斑@個一個令人驚訝的結(jié)果，RIPK1這三種氨基酸能阻止ZBP1誘導(dǎo)壞死，而這也是小鼠生存，防止皮膚炎癥的關(guān)鍵所在，”文章作者之一林娟說。
“我們解開了一些謎題，但是還有更大的謎題尚不清楚，”Pasparakis說，“ZBP1作為病毒傳感器，現(xiàn)在我們的研究將其與炎癥和死亡聯(lián)系在一起。在大多數(shù)情況下，人體內(nèi)慢性炎癥依然是個謎，為何某些情況下某些人體內(nèi)炎癥會發(fā)生呢？我們這項研究發(fā)現(xiàn)了ZBP1的重要作用，現(xiàn)在令我們疑惑的是病毒或者細菌是否能激活ZBP1，引發(fā)炎癥？”
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