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尋覓炎癥源頭

2024-03-09健康

炎癥小體以其相關的傳感器蛋白命名,主要包含三部份:受體蛋白、接頭蛋白ASC以及下遊的Caspase家族。作為炎癥反應的中央訊號中樞,炎癥小體在諸多慢性炎癥和自身免疫疾病中都至關重要(相關內容:炎癥小體(Inflammasome)及靶向藥物)。

但是許多慢性炎癥疾病往往涉及不止一種炎癥小體。

因此現在有一些開發考慮靶向ASC蛋白以一次靶向多個不同炎癥小體。

在分子水平上,炎癥小體介導的促炎癥反應和細胞焦亡是透過ASC的傳感器核募集和寡聚化來實作的。一旦達到可調閾值,其他ASC蛋白可透過炎癥小體對接,協同組裝成線性細絲,並在細胞質內形成大型絲狀結構,即ASC二聚體的一種寡聚物:

ASC斑點(ASC speck)

,從而促進全有或全無響應。

ASC斑點

在炎癥中,ASC斑點則透過吞噬作用誘導溶酶體損傷、可溶性ASC成核以及在受體細胞內的caspase-1和IL-1β活化。

在焦亡中,ASC斑點積聚在細胞外空間,在那裏促進IL-1β進一步成熟。

ASC斑點也會從炎癥小體啟用的細胞中釋放出來,並在炎癥組織中積聚。ASC斑點在組織中的沈積會誘導強烈的嗜中性球浸潤。

此外,ASC由嗜中性球表達和分泌,並在多種非骨髓細胞中表達,包括不表達其他炎性體蛋白或IL-1β的細胞。因此,內皮細胞或上皮細胞等非骨髓細胞的損傷或死亡也可能導致細胞內ASC的釋放,這些細胞內ASC是由細胞外ASC斑點成核的。

炎癥環境中,胞外ASC的作用

包括:

(1)透過維持細胞外空間IL-1細胞因子的產生而在很大程度上放大最初的炎癥體訊號;

(2)透過增強IL-1訊號或透過胞漿共聚集抗原的交叉壓力來增強T細胞的反應;

(3)透過誘導自身反應性抗ASC的產生來引起或加劇自身免疫炎癥反應。

(4)破壞吞噬小體,使可溶性ASC成核,或在受體細胞中觸發NLRP3的進一步啟用

(5)潛在地捕獲微生物以及其他焦亡細胞的屍體,以供嗜中性球清除。

(6)招募和啟用Caspase-8並導致引起非髓系細胞的雕亡,從而緩解炎癥。

Immunol Rev.

在自身免疫性疾病中,炎性小體的啟用導致pro IL-1β和pro IL-18裂解成其生物活性形式IL-1β和IL-18,從而顯著影響適應力免疫反應。

Trends Mol Med.

調節ASC募集形成斑點的因素包括:

IKKα:

被認為是能夠抑制ASC在細胞核中的募集,而IKK對ASC PYD中的S58的磷酸化似乎是從ASC中釋放IKKα所必需的,以響應不同的炎癥體觸發因素,並允許其細胞質定位。

派林蛋白POP1和POP2:

在人類中,當其過表達時,ASC PYD與其交互作用,能夠阻止ASC向NLRP3和可能的其他受體蛋白的募集,從而防止炎癥發生。敲除內源性POP可以增強炎癥反應,並可能降低啟用閾值。

病毒POP:

幾種痘病毒,包括粘瘤病毒和豬痘病毒,編碼一種病毒POP叫做M013L或其同源物,允許病毒透過幹擾ASC的招募或組裝來抑制炎癥體的反應。

不過,在不同的細胞型別和遺傳背景中,ASC斑點對焦亡和炎癥細胞因子釋放的影響也有所不同。

Immunol Rev.

例如羊駝VHHs或scFv等缺乏Fc部份的抗體可能是一種開發方向。目前有一家Zyversa在開發一款人源化單複制IgG4抗體IC-100。

ASC斑點易於被抗體接觸,但是其對炎癥環境的作用也存在一定的雙面性。在小鼠脊髓損傷模型中,用抗體靶向ASC斑點進行治療性中和顯示出功能性改善。然而,在晶體誘導的腹膜炎模型中,抗ASC單複制抗體透過增強ASC斑點的調理作用反而加劇了炎癥反應,從而促進了免疫細胞對它們的吞噬。

參考資料:

Franklin, BS, Latz, E, Schmidt, FI. The intra- and extracellular functions of ASC specks. Immunol Rev. 2018; 281: 74– 87. https://doi.org/10.1111/imr.12611

Shaw PJ, McDermott MF, Kanneganti TD. Inflammasomes and autoimmunity. Trends Mol Med. 2011 Feb;17(2):57-64. doi: 10.1016/j.molmed.2010.11.001. Epub 2010 Dec 14. PMID: 21163704; PMCID: PMC3057120.

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