程序性壞死作為獨(dú)立于凋亡的程序性細(xì)胞死亡方式，在神經(jīng)退行性疾病、炎癥性疾病和腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。執(zhí)行壞死功能的核心蛋白質(zhì)機(jī)器，是由受體相互作用蛋白激酶1（RIPK1） 與RIPK3共同組裝形成的壞死小體。
近日，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所袁鈞瑛與劉聰團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞程序性壞死中形成的RIPK1/RIPK3功能性淀粉樣纖維，在細(xì)胞內(nèi)組裝驅(qū)動(dòng)壞死信號(hào)，于壞死細(xì)胞膜破裂后釋放到胞外，被受體細(xì)胞攝取，并作為“種子”誘導(dǎo)后者內(nèi)源性壞死小體形成，進(jìn)而啟動(dòng)細(xì)胞死亡過程。
研究團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞尺度重建了壞死小體纖維的“組裝-釋放-再播種”全過程：利用STED超分辨成像，追蹤表達(dá)RIPK3的HeLa細(xì)胞穩(wěn)轉(zhuǎn)株在壞死刺激下，RIPK1與RIPK3由點(diǎn)狀轉(zhuǎn)為小桿狀和進(jìn)一步的纖維狀聚集體。長(zhǎng)時(shí)程活細(xì)胞成像記錄細(xì)胞發(fā)生程序性壞死的膜爆裂瞬間，已形成的壞死小體被噴射入培養(yǎng)基；研究對(duì)濃縮的上清進(jìn)行負(fù)染電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)典型淀粉樣纖維，而對(duì)照無此結(jié)構(gòu)；免疫金標(biāo)記證實(shí)，細(xì)胞外纖維含活化RIPK1、RIPK3及下游MLKL。研究發(fā)現(xiàn)，將在壞死細(xì)胞免疫富集的RIPK1/RIPK3纖維直接加入受體細(xì)胞后，外源纖維無需轉(zhuǎn)染即可被主動(dòng)攝取，并在受體細(xì)胞內(nèi)作為“模板”，招募內(nèi)源RIPK1/RIPK3再組裝為纖維，誘導(dǎo)受體細(xì)胞發(fā)生程序性壞死；在未抑制凋亡條件下觀察到PARP剪切，提示該纖維信號(hào)亦可觸發(fā)凋亡途徑。由此，研究勾勒出壞死小體纖維跨細(xì)胞傳播與致死信號(hào)放大的完整路徑。
為驗(yàn)證纖維態(tài)的因果作用，科研團(tuán)隊(duì)體外重組僅含RHIM結(jié)構(gòu)域的RIPK1、RIPK3片段，制備出三類預(yù)制纖維，經(jīng)超聲剪切為均一纖維種子并以脂質(zhì)體導(dǎo)入細(xì)胞。結(jié)果顯示，三類預(yù)制纖維均可強(qiáng)效誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，而相同蛋白的單體或無關(guān)病理纖維幾乎無效；受體細(xì)胞內(nèi)可見自身表達(dá)的RIPK1/RIPK3被促成纖維狀共組裝，并伴隨RIPK1 S166位點(diǎn)與RIPK3 S227位點(diǎn)磷酸化增強(qiáng)。這表明，特定的RIPK1/RIPK3功能性淀粉樣纖維結(jié)構(gòu)是跨細(xì)胞傳遞壞死信號(hào)的核心載體與效應(yīng)形式。
為闡釋壞死小體纖維呈現(xiàn)“播種”擴(kuò)散能力的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，研究人員對(duì)RIPK1/RIPK3纖維進(jìn)行冷凍電鏡三維結(jié)構(gòu)解析。RIPK1和RIPK3的RHIM核心片段纖維呈現(xiàn)高度相似的S形折疊構(gòu)象，使得RIPK1纖維能夠作為模板“交叉播種”誘導(dǎo)RIPK3的加入聚集。換言之，RIPK1/RIPK3纖維可形成交錯(cuò)排列的β折疊結(jié)構(gòu)，使兩種蛋白的RHIM界面精確對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)在纖維上的擴(kuò)增和不同蛋白間的傳遞。這揭示了壞死小體纖維在信號(hào)放大以及跨細(xì)胞傳播過程中的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
為驗(yàn)證該S形結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)傳播功能的必要性，研究人員進(jìn)行關(guān)鍵殘基的定點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn)。研究對(duì)RIPK3-RHIM纖維的S形核心區(qū)域引入破壞其結(jié)構(gòu)的突變，阻斷RIPK1/RIPK3纖維形成，削弱細(xì)胞內(nèi)壞死信號(hào)的傳導(dǎo)。這證明，S形淀粉樣折疊構(gòu)象對(duì)壞死途徑信號(hào)傳播發(fā)揮關(guān)鍵作用。
上述研究揭示了功能性壞死小體淀粉樣纖維可在細(xì)胞之間傳播壞死信號(hào)，提出了細(xì)胞死亡信號(hào)的跨細(xì)胞放大新機(jī)制。同時(shí)，研究表明，RIPK1/RIPK3壞死小體纖維作為“功能性”淀粉樣纖維，具備類似朊蛋白的傳播特性。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。
論文鏈接
RHIM PFFs誘導(dǎo)受體細(xì)胞發(fā)生程序性死亡
RIPK1/RIPK3淀粉樣纖維跨細(xì)胞傳播壞死信號(hào)的工作模型
本文鏈接：研究發(fā)現(xiàn)RIPK1/RIPK3淀粉樣纖維跨細(xì)胞傳播誘導(dǎo)細(xì)胞壞死新機(jī)制http://m.sq15.cn/show-12-1814-0.html
聲明：本網(wǎng)站為非營利性網(wǎng)站，本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。