苏冰/杨晓东合作团队揭示中心体信号通路调控NLRP3炎症小体活化的新机制

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责编 | 酶美

NLRP3炎症小体是由受体NLRP3、接头蛋白ASC和效应蛋白caspase-1组装而成的多蛋白复合物，是天然免疫的重要组成部分。它能够识别结构和功能迥异的多种外来危险物质如尼日利亚菌素，以及内源异常代谢产物如胆固醇结晶、尿酸结晶和β-淀粉样蛋白，激活caspase-1，从而诱导细胞焦亡和促炎细胞因子白细胞介素1β（IL-1β）以及白细胞介素18（IL-18）的成熟与分泌，引发炎症反应。NLRP3炎症小体异常活化会导致一系列自身炎症性疾病，还与糖尿病、阿尔茨海默病、关节炎症和动脉粥样硬化症等疾病密切相关。因此阐明调控NLRP3炎症小体活化的机制对于相关炎症疾病的治疗至关重要。

近年来NLRP3炎症小体活化调控领域最重要的发现之一是负责细胞纺锤体形成和中心体分离的激酶NEK7能够作为NLRP3炎症小体活化的开关，通过与NLRP3蛋白相互作用，控制NLRP3炎症小体的活化，然而NEK7作为开关的功能是如何被调控的尚不清楚。

2019年11月25日，上海交通大学医学院上海市免疫学研究所苏冰教授、杨晓东副研究员研究团队在EMBO Journal发表了题为PLK4 deubiquitination by Spata2-CYLD suppresses NEK7-mediated NLRP3 inflammasome activation at the centrosome 的论文，揭示了去泛素化酶复合物Spata2-CYLD在细胞中心体中调节NEK7-NLRP3相互作用、控NLRP3炎症小体活化的重要功能和分子机制。

首先作者在运用BioID方法鉴定M1和K63特异性去泛素化酶CYLD互作蛋白时发现Spata2与CYLD具有很强的相互作用。已有报道Spata2在TNFα诱导的细胞死亡中发挥作用。作者对Spata2基因敲除小鼠模型的研究显示，Spata2缺失并不影响小鼠在正常条件下的生长发育，但是在细菌内毒素LPS诱导的败血症模型中，敲除小鼠对内毒素更加敏感性，表现为更早的死亡和更高水平的血清IL-1β和IL-18。因此推测Spata2具有抑制炎症小体活化的功能，这在小鼠BMDM细胞中得到证实。

进一步实验表明Spata2特异性调控NLRP3炎症小体活化，而对其它炎症小体活化无影响。在CYLD敲除的BMDM细胞中NLRP3炎症小体活化也显著增强。干扰Spata2-CYLD相互作用同样会导致Spata2 对炎症小体活化的抑制作用消失，表明Spata2和CYLD以复合物的形式发挥调控炎症小体的作用。

有意思的是，免疫荧光实验发现Spata2主要定位于细胞中心体，而且该定位是调控炎症小体所必需的。在活化的早期阶段，相当比例的NLRP3炎症小体与中心体共定位或相互连接在一起。实验结果表明Spata2-CYLD复合物作用于激酶PLK4，通过去除PLK4 K63连接的泛素化促进PLK4与NEK7的结合，造成NEK7 Ser204位点的磷酸化。生化分析发现该位点的磷酸化抑制NEK7与NLRP3的结合，从而负调控NLRP3炎症小体的活化。

该研究首次发现去泛素化酶CYLD 在接头蛋白Spata2的介导下对NLRP3炎症小体活化的调控作用，阐明了由去泛素酶和激酶组成的信号级联通路控制炎症小体活化的分子机制，揭示了中心体对炎症小体活化的重要调控作用，为NLRP3相关炎症疾病的治疗提供了潜在新靶点和策略。

上海交通大学医学院上海市免疫学研究所苏冰教授为该论文的通讯作者，杨晓东副研究员为该论文的第一作者和共同通讯作者，技术员李文果和硕士研究生张双艳为该论文的共同第二作者。

原文链接：

https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2019102201