細胞死亡調(diào)控系統(tǒng)性淋巴細胞增生疾病。受訪者供圖
5月19日，《細胞-報告》在線發(fā)表了中科院上海營養(yǎng)與健康研究所研究員章海兵團隊的研究成果，該研究揭示小鼠RIPK3蛋白突變可導(dǎo)致RIPK1-RIPK3相互作用缺失，從而抑制體內(nèi)、外細胞程序性壞死的發(fā)生。
此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，在FADD敲除小鼠模型中，RIPK3蛋白突變還會導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫性淋巴細胞增生綜合征。章海兵表示，這為相關(guān)疾病的治療提供了理論基礎(chǔ)和潛在靶點。
神奇的蛋白讓細胞又死又活
自身免疫性淋巴細胞增生綜合征是一種以淋巴細胞增生為特征的自身免疫疾病。該疾病的發(fā)病原因是淋巴細胞的死亡通路被阻斷，導(dǎo)致淋巴細胞的發(fā)育穩(wěn)態(tài)被破壞，表現(xiàn)為淋巴結(jié)腫大、脾臟腫大、淋巴瘤以及其它自身免疫疾病的發(fā)生。
章海兵解釋，當(dāng)機體正常的細胞凋亡和程序性壞死均被破壞時，這種疾病便會發(fā)生。
細胞程序性壞死是一種新型的細胞炎性死亡方式，以胞質(zhì)內(nèi)蛋白形成壞死小體，細胞膜形成孔破裂釋放內(nèi)容物為主要特征。壞死小體主要由受體相互作用蛋白激酶1和3（RIPK1、RIPK3)組成，RIPK1與RIPK3通過功能域RHIM形成多聚蛋白復(fù)合體。目前RIPK3蛋白RHIM功能域的生理功能和作用機制尚不清楚。
章海兵團隊通過體外細胞實驗發(fā)現(xiàn)，過表達人源和鼠源的RIPK3蛋白能誘導(dǎo)細胞發(fā)生細胞凋亡，通過突變RIPK3蛋白RHIM功能域上的重要位點，不僅能阻止RIPK1/RIPK3蛋白多聚體的出現(xiàn)，也可以阻止細胞凋亡和細胞程序性壞死的發(fā)生。
因此，體外實驗結(jié)果表明該突變位點能調(diào)控RIPK3蛋白的RHIM功能域，從而影響細胞死亡功能?！耙簿褪钦f，該人源和鼠源位點都可以破壞RHIM介導(dǎo)的RIPK3多聚引起細胞死亡的功能?！闭潞１嬖V《中國科學(xué)報》。
小鼠存活但卻患病了
為研究RIPK3蛋白RHIM功能域的體內(nèi)功能，研究人員通過CRISPR-Cas9構(gòu)建了特定點突變的小鼠模型。免疫共沉淀實驗顯示，點突變后的RIPK3蛋白不能與RIPK1發(fā)生相互作用。
為進一步證實該點突變抑制細胞壞死的作用，研究人員在FADD基因敲除小鼠模型中引入該突變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本應(yīng)胚胎致死的小鼠活了下來，并且活到了成年。
章海兵解釋，F(xiàn)ADD敲除小鼠在胚胎發(fā)育的10天左右時，會因過度細胞壞死而胚胎死亡。而RIPK3的點突變可以挽救FADD敲除導(dǎo)致的小鼠胚胎致死并存活到成年?！斑@證明，RIPK3蛋白RHIM功能域在體內(nèi)介導(dǎo)細胞程序性壞死中起關(guān)鍵作用”。
值得注意的是，本應(yīng)胚胎死亡的FADD敲除小鼠雖然因RIPK3點突變活下來了，但卻患有系統(tǒng)性淋巴細胞增生。有趣的是，在FADD敲除小鼠的基礎(chǔ)上，與敲除RIPK3基因相比，RIPK3點突變小鼠的疾病更嚴(yán)重了。
“換句話說，F(xiàn)ADD敲除基礎(chǔ)上，RIPK3點突變蛋白能介導(dǎo)炎癥反應(yīng)促進小鼠系統(tǒng)性淋巴細胞增生疾病?！闭潞１茰y，這可能提示，RIPK3觸發(fā)的細胞炎癥反應(yīng)是依賴于RIPK3的蛋白骨架，而不依賴于點突變?！耙虼?，RIPK3點突變后，蛋白骨架還在，炎癥反應(yīng)仍會發(fā)生，疾病表現(xiàn)更為嚴(yán)重?！?/p>
兩種蛋白仍有“料”可挖
此外，在以上實驗基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，進一步敲除RIPK1則可以緩解系統(tǒng)性淋巴細胞增生。
這表明RIPK3的RHIM功能結(jié)構(gòu)域不僅在介導(dǎo)細胞程序性壞死信號通路中具有關(guān)鍵作用，而且通過與RIPK1的相互作用，該功能域可調(diào)控淋巴細胞發(fā)育及免疫穩(wěn)態(tài)?！斑@為治療相關(guān)自身免疫性疾病提供了理論基礎(chǔ)和新的靶點?！闭潞１硎?。
RIPK3不僅介導(dǎo)細胞程序性壞死，同時也介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。對此，中科院上海巴斯德研究所研究員王海坤對《中國科學(xué)報》表示，該研究通過構(gòu)建不同于之前報道的RIPK3蛋白RHIM結(jié)構(gòu)域突變小鼠，揭示了RIPK3的RHIM結(jié)構(gòu)域在細胞死亡及系統(tǒng)性淋巴細胞增生疾病中的作用。
“這也為該領(lǐng)域進一步研究關(guān)鍵分子RIPK3不同結(jié)構(gòu)域的生物學(xué)意義，提供了新的動物模型。”王海坤說。
接下來，章海兵研究團隊將繼續(xù)研究RIPK3的點突變和RIPK1的相互作用，探索其調(diào)控細胞死亡信號通路的作用機制和炎癥機制。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107650
作者：辛雨
來源：中國科學(xué)報
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