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转录因子NF-κB在哺乳动物细胞中广泛表达,它与免疫反应、细胞凋亡、细胞生长、细胞分化、组织修复和肿瘤发生等密切相关,在多种生理和病理状态下起着重要的调节作用。NF-κB激活的失调与许多人类病症如风湿性关节炎、癌症等直接相关。
免疫系统是由两个进化不同而又密切相关的系统组成:先天免疫反应系统和获得性免疫反应系统。先天和获得性免疫反应是通过相应的受体识别病原体,导致表达这些受体的细胞如巨噬细胞、DCs细胞、淋巴细胞等的激活。受体与配体结合后,产生信号,激活细胞内部的信号传导途径,从而导致基因表达的改变,增强了如细胞因子、黏连分子等的效应分子的表达。这个过程依赖于细胞中多种能被诱导激活的转录因子的作用,其中转录因子NF-κB在触发和调节先天免疫反应和获得性免疫反应中起着关键的作用,并且这种作用在进化上是保守。
TLRs是先天免疫反应的受体,它识别病原体相关分子模式(PAMPs),触发下游信号途径,通过MyD88依赖性和MyD88非依赖性信号通路激活NF-κB、IRF3/IRF7,导致炎症因子、Ⅰ型干扰素(IFN),以及IFN依赖性基因的表达。先天免疫系统里还有另一类重要的受体Nods。Nod家族受体识别胞内的PAMPs,激活NF-κB。
RIP2是RIP激酶家族的成员,在炎症及先天和获得性免疫反应中都起着关键的作用。RIP2介导了由TNF、IL-1、TLR2、TLR3、TLR4和Nod1等诱导的NF-κB激活信号传导途径,然而RIP2怎样参与到这些信号途径中的机制却不是十分清楚。本论文的第一项研究工作的目的就是希望通过筛选与RIP2相互作用的蛋白,寻找到与RIP2相互作用的、参与NF-κB活化途径的信号传导和调控分子,进而阐明RIP2参与多条NF-κB激活信号途径的机制问题。
我们以RIP2为“钓饵”进行酵母双杂交实验,发现含有LIM结构域的蛋白TRIP6能与RIP2相互作用。TRIP6的LIM结构域负责TRIP6与RIP2的结合。
在哺乳动物细胞中,TRIP6以TNF或IL-1依赖的方式与RIP2相互作用。过量表达的TRIP6剂量依赖地增强RIP2引起的NF-κB激活。TRIP6能与TNF途径中的关键因子TRAF2相互作用,TRIP6亦能与IL-1受体、TLR2和Nod1相互作用。过量表达TRIP6促进TNF、IL-1、TLR2及Nod1诱导的NF-κB激活,而TRIP6的显性缺失突变和RNAi抑制上述因子诱导的NF-κB的激活。此外,TRIP6促进RIP2和Nod1激活ERK。以上结果表明RIP2和TRIP6在功能上相关,RIP2可能通过TRIP6激活NF-κB和ERK激酶。
细胞抵抗病毒侵染的免疫反应的核心是产生Ⅰ型IFNs。病毒侵染细胞后,TLR3识别病毒复制过程中产生的dsRNA,激活NF-κB和Ⅰ型IFNs基因启动子,导致Ⅰ型IFNs的产生及细胞的抗病毒反应。TLR3识别和结合dsRNA后,TLR3的TIR结构域募集含有TIR结构域的接头蛋白TRIF。TRIF通过其分子的C端与RIP结合,N端与TRAF6结合,进而激活NF-κB。TRIF的N端又通过TBK1、IKKε、IKKβ磷酸化IRF3和/或IRF7,导致ISRE位点和Ⅰ型干扰素基因启动子的激活。近来研究主要集中在TLR3诱导IFN-β表达的机制上,而对TLR3诱导Ⅰ型IFNs产生的负调节机制的研究还不是很多。本论文的第二项研究工作的目的就是想要研究TLR3信号通路的负调节机制。
已知锌指蛋白A20是NF-κB激活导致的早期效应分子,它对多种因素引起的NF-κB激活途径起负反馈调节作用,是炎症反应的抑制因子。本研究发现锌指蛋白A20能抑制TLR3和Sendai病毒诱导的NF-κB、ISRE及IFN-β基因启动子的激活。A20同样抑制过量表达TRIF,而非TRIF下游的分子如TBK1、IKKβ、IKKε,所诱导的NF-κB、ISRE和IFN-β基因启动子的激活。免疫共沉淀实验表明A20与TRIF结合。Sendai病毒感染刺激细胞后,A20的表达增加。这些结果表明A20作用于TRIF,进而抑制TLR3诱导的IFN-β的产生,功能上是TLR3信号传导和细胞抗病毒反应的负反馈调节因子。
综上所述,本研究发现了与RIP2相互作用的蛋白TRIP6,它参与TNF、IL-1、TLR2和Nod1等多条激活NF-κB的信号途径,表明TRIP6可能参与炎症及先天免疫反应的调节。另外还发现A20和TRIF相互作用,抑制TLR3和Sendai病毒诱导的ISRE和IFN-β基因启动子的激活,表明A20是细胞抗病毒反应的负反馈调节因子。本研究有助于阐明炎症反应和抗病毒反应的机理,并为炎症及抗病毒治疗的研究提供了线索。