炎癥小體通過釋放炎性細胞因子和警報素導致細胞焦亡,來構成快速而強效的免疫防御。這些異動必須小心調控在一定的損傷范圍內,同時塑造出隨后的適應性免疫反應。因此,嚴格調節(jié)炎癥小體除了保證充份的免疫保護外,也防止不必要的激活,限制附帶組織的損傷。 炎癥小體應答的所有步驟中都存在多層防護措施。
調節(jié)炎癥小體的復雜性很大程度上建基于所涉及分子的多樣性。實際上,炎癥小體需要依賴傳感器(例如NLRP3、NLRC4和NAIP)、接頭蛋白和支架蛋白(例如ASC和NEK7)、炎性caspase(CASP-1和CASP-11/4/5)、成孔蛋白(例如GSDMD)、炎性細胞因子(IL-1β和IL-18)和警報素蛋白(例如IL-1α)的不同參與者。這些分子都在基因組和蛋白水平上受到不同程度的控制。
啟動步驟可轉錄上調可轉錄上調處于較低本底水平的炎癥小體成分和效應蛋白 [4, 67]。PRR激動劑是觸發(fā)轉錄因子(主要是NF-κB 和干擾素調節(jié)因子(IRFs))活化的主要啟動劑。例如,NLRP3和Pyrin的表達是由NF-κB介導的,而鼠源NAIP的表達依賴于IRF8?,F(xiàn)時對于ASC接頭蛋白和CASP-1的轉錄調控知之甚少,尚有待進一步的研究了解。非經典炎癥小體CASP-11/4/5會根據(jù)細胞類型而
有差異地上調。成孔蛋白GSDMD以及細胞穿透蛋白GBPs和IRGB10的表達分別依賴于IRF1/2和IRF1。IL-1α警報素、pro-IL-1β和pro-IL-18細胞因子的誘導表達則似乎依賴于不同的轉錄因子,詳細機理仍在研究中。不過已知的是,轉錄上調對于pro-IL-1β是必須的。
炎癥小體還受翻譯后修飾(PTMs)的調控,這些修飾包括磷酸化,泛素化,去泛素化和蛋白水解切割 [44, 81]。 PTM由不同的刺激(例如PRR激動劑或炎癥小體傳感器的誘導劑)觸發(fā),并可以定位到同一炎癥小體的特定殘基上,從而導致不同的結果。雖然NLRP3的調控已有廣泛的研究,但其他受PTM調控的炎癥小體分子,包括ASC,CASP-1和pro-IL-1β仍有待探討 [44, 81]。值得注意的是,由PTM驅動的調節(jié)功能可確保炎癥小體平臺組裝所需的構象變化。此外,CASP-1和CASP-11/4/5的自我激活、pro-IL-1β/IL-18轉化為其生物活性形式以及GSDMD釋放N-末端結構域的過程都需要經蛋白水解進行切割。PTMs的其他調節(jié)功能包括終止應答,例如誘導已組裝的炎癥小體向自噬小體的遞送 [45, 84, 85]。由于PTMs控制著炎癥小體反應的多個步驟,并且依賴于酶的活性,它們因此成為具吸引力藥物靶點,調節(jié)參與炎癥性疾病的炎癥小體。
啟動(Priming)試劑
LPS
脂多糖(LPS)為革蘭氏陰性細菌(如大腸桿菌)外膜的主要成分,是一種強效的先天免疫系統(tǒng)誘導劑。它在細胞表面被TLR4識別,使TLR4與CD14和MD-2形成復合物,觸發(fā)信號級聯(lián)反應,導致NF-κB和IRF3轉錄因子的激活 [83],以及促炎性細胞因子和I型干擾素的產生。要避免巨噬細胞經佛波酯
(PMA)誘導分化后出現(xiàn)高背景的情況,可以在PMA刺激后使用LPS預處理約1周。
Poly(I:C)
聚肌胞苷酸(Polyinosine-polycytidylic acid)簡稱Poly(I:C),是雙鏈RNA(dsRNA)的合成類似物,也是與病毒感染相關的PAMP。Poly(I:C)除了激活TLR3,也也可以激活RIG-I/MDA5和PKR,從而通過NF-κB和IRF途徑誘導炎性信號 [84, 85]。
Pam3CSK4
Pam3CSK4(或Pam3CysSerLys4)是細菌細胞壁脂肽?;被┒说暮铣赡M物。它是一種強效的TLR2激活劑,通過與TLR1的協(xié)同作用,誘導NF-κB的活化 [86]。我們建議使用Pam3CSK4啟動RAW264.7衍生的巨噬細胞,以避免出現(xiàn)高背景的情況。
如果要誘導人源CASP-4/5和鼠源CASP-11非經典炎癥小體的表達,我們高度推薦使用IFN-γ來預處理細胞(產品可咨詢欣博盛生物)。
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