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Nature子刊 | 中南大学赵锴/吕奔发现乙酰化是NLRP3炎症小体完全激活所必需的
来源: | 作者:康森特生物科技 | 发布时间: 2023-12-27 | 211 次浏览 | 分享到:

NLRP3炎症小体的完全激活需要两个连续信号:一个启动信号,然后是第二个组装信号。多项研究表明,这两个信号触发NLRP3的翻译后修饰(PTM),影响炎症小体的活性,然而,第二个信号诱导的PTM的特征尚不清楚。

2023年12月18日,中南大学赵锴及吕奔共同通讯在Nature Communications 发表题为“Acetylation is required for full activation of the NLRP3 inflammasome”的研究论文,该研究发现组装信号涉及NLRP3第24位赖氨酸的乙酰化,这对NLRP3的寡聚化和实际组装很重要,而不影响其募集到分散的反式高尔基网络(dTGN)。因此,NLRP3-K24R敲入小鼠中的NLRP3炎症小体激活受损。

该研究发现KAT5是一种能够乙酰化NLRP3的乙酰转移酶。在体外和体内,髓系细胞中的KAT5缺乏和KAT5酶活性的药物抑制均可降低NLRP3炎症小体的活化。因此,该研究揭示了NLRP3的寡聚化和完全激活的关键机制,并为KAT5-NLRP3轴的靶向治疗奠定了基础。


核苷酸结合结构域、富含亮氨酸重复序列和热蛋白结构域蛋白3(NLRP3)属于NLR家族,可被多种微生物成分、内源性危险信号和环境刺激物激活。激活后,NLRP3与含有CARD 的适配器凋亡相关斑点样蛋白(ASC)形成炎症小体复合体,导致caspase-1活化、促炎细胞因子释放和细胞死亡。NLRP3炎症小体的异常激活在炎症性、代谢性、退行性和衰老相关疾病等多种疾病的发病机制中发挥重要作用。

众所周知,NLRP3炎症小体激活需要两个连续步骤,即启动步骤和组装步骤。病原体相关分子模式(PAMP),例如 LPS,提供了促进NLRP3和IL-1β表达的第一个信号。多种刺激,如ATP和尼日利亚菌素(一种源自吸水链霉菌的成孔毒素),提供触发NLRP3炎症小体组装的第二个信号。尽管已经提出了几种模型来解释NLRP3炎症小体响应不同刺激激活的共同途径。这些包括钾外排、线粒体损伤、ROS产生、溶酶体破坏和反式高尔基体分解。然而,目前尚不清楚这些不同的刺激如何导致NLRP3炎症小体的组装。仍然需要进一步的努力来阐明NLRP3被许多不同的刺激激活的确切机制。

最近的研究为NLRP1B炎症小体如何被激活提供了见解。在这种情况下,NLRP1B的N 末端的泛素化促进N端的降解,随后释放了NLRP1B C末端以形成炎症小体复合物以激活 caspase-1。这一发现表明,翻译后修饰(PTM)可能在炎症小体激活中起重要作用。虽然NLRP3上有几种PTMs的报道,如泛素化、磷酸化,但这些研究主要集中在启动信号诱导的PTMs上,第二信号诱导的PTMs在NLRP3上和相关活性的变化仍然不太明确。


NLRP3 Lys24 位点的乙酰化对于 NLRP3炎症小体激活是必不可少的



该研究报告了NLRP3在激活信号中发生了乙酰化。进一步的实验表明,赖氨酸乙酰转移酶5(KAT5)介导NLRP3在赖氨酸24上的乙酰化,促进NLRP3寡聚化,而不影响其募集到分散的反式高尔基体网络(dTGN)。因此,KAT5缺乏降低了体内外NLRP3炎症小体的活化。通过NU 9056药理抑制KAT5可阻断NLRP3依赖的炎症反应,为NLRP3相关疾病的治疗提供了潜在的可能性。因此,本研究揭示了乙酰化是NLRP3炎症小体在不同刺激下活化的关键。





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