壞死性凋亡:揭秘自身免疫性疾病的新治療靶點(diǎn)
自身免疫性疾病是一類由于機(jī)體免疫系統(tǒng)攻擊自身組織而引起的疾病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。這些疾病的發(fā)生通常涉及復(fù)雜的免疫反應(yīng)異常和細(xì)胞死亡機(jī)制的失衡。近年來的研究表明,壞死性凋亡可能在自身免疫性疾病的發(fā)病過程中扮演重要角色。在自身免疫性疾病中,免疫細(xì)胞過度激活,導(dǎo)致炎癥因子大量釋放,進(jìn)而可能引發(fā)組織損傷和細(xì)胞死亡。壞死性凋亡作為一種炎癥性細(xì)胞死亡方式,其過程中釋放的損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)可進(jìn)一步激活免疫系統(tǒng),加劇炎癥反應(yīng)。目前,針對壞死性凋亡的治療策略主要集中在抑制RIPK1、RIPK3和MLKL的活性上,一些小分子抑制劑已經(jīng)被開發(fā)出來,并在動物模型中顯示出良好的治療效果。因此,調(diào)控壞死性凋亡信號通路可能成為治療自身免疫性疾病的新策略。
1. 壞死性凋亡與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎
腸道屏障的完整性被認(rèn)為會影響炎癥性關(guān)節(jié)炎的發(fā)展,這表明腸道病理與關(guān)節(jié)炎之間存在聯(lián)系。腸上皮細(xì)胞(IEC)在關(guān)節(jié)炎發(fā)作時經(jīng)歷凋亡和壞死性細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致腸道屏障功能受損。德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)Aline Bozec團(tuán)隊(duì)觀察到HIF1α在IEC存活中起關(guān)鍵作用,因?yàn)樗种屏薎EC的壞死性凋亡[1]。HIF1α被確定為關(guān)節(jié)炎發(fā)作期間IEC中上調(diào)最嚴(yán)重的基因之一。IEC中Hif1a的缺失增強(qiáng)了IEC壞死性凋亡,引發(fā)了腸道炎癥并加劇了關(guān)節(jié)炎。他們發(fā)現(xiàn)HIF1α是壞死性凋亡誘導(dǎo)因子RIPK3的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄抑制因子。在新發(fā)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者的腸道上皮中也發(fā)現(xiàn)了RIPK3表達(dá)增強(qiáng),提示壞死性凋亡。HIF1α穩(wěn)定表達(dá)以及基于小分子的RIPK3抑制在體外和體內(nèi)挽救了腸道壞死性凋亡,并抑制了關(guān)節(jié)炎的發(fā)展(圖1)。這些結(jié)果確定IEC壞死性凋亡是腸道與關(guān)節(jié)炎發(fā)展之間的關(guān)鍵聯(lián)系。
圖1 RIPK3抑制在體內(nèi)拯救HIF1α缺失相關(guān)的IEC壞死性凋亡和關(guān)節(jié)炎
2. 壞死性凋亡與潰瘍性結(jié)腸炎
嘌呤能信號在炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制中起著因果作用。在嘌呤受體中,只有P2Y14R與潰瘍性結(jié)腸炎患者粘膜活檢中的炎癥評分呈正相關(guān),然而,P2Y14R在潰瘍性結(jié)腸炎中的作用尚不清楚?;赑2Y14R在實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎小鼠IEC中的過表達(dá),中國藥科大學(xué)藥學(xué)院Qinghua Hu團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)IEC中缺乏P2Y14R的雄性小鼠表現(xiàn)出較少的右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的腸損傷[2]。從機(jī)制上講,P2Y14R缺失通過cAMP/PKA軸限制了cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)錄活性,該軸與Ripk1的啟動子結(jié)合,抑制了IEC的壞死性凋亡(圖2)。此外,他們設(shè)計(jì)了一種結(jié)合虛擬篩選和化學(xué)優(yōu)化的分層策略,以開發(fā)一種具有顯著抗結(jié)腸炎作用的P2Y14R拮抗劑HDL-16。這項(xiàng)研究闡明了P2Y14R參與潰瘍性結(jié)腸炎的一種以前未知的機(jī)制,為炎癥性腸病提供了有前景的治療靶點(diǎn)。
圖2 P2Y14R激活通過PKA/CREB/RIPK1軸調(diào)節(jié)IEC的壞死性凋亡,參與IBD的發(fā)病機(jī)制
3. 壞死性凋亡與銀屑病
免疫系統(tǒng)對內(nèi)源性核酸的異常檢測會導(dǎo)致炎癥性疾病。信號激酶RIPK1的支架功能限制了核酸傳感器ZBP1的自發(fā)激活。因此,角質(zhì)形成細(xì)胞中RIPK1的缺失會誘導(dǎo)ZBP1依賴性壞死性凋亡和皮膚炎癥。在RIPK1缺乏的情況下,是否需要核酸傳感來激活ZBP1,以及哪些免疫途徑與皮膚病相關(guān),仍然是懸而未決的問題。使用ZBP1核酸結(jié)合活性受損的轉(zhuǎn)基因小鼠,比利時根特大學(xué)生物醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)系Jonathan Maelfait團(tuán)隊(duì)報(bào)告說,ZBP1對內(nèi)源性核酸的感知對于驅(qū)動以抗病毒和IL-17免疫反應(yīng)為特征的皮膚病理至關(guān)重要[3]。干擾素誘導(dǎo)ZBP1表達(dá)會引發(fā)RIPK1缺陷角質(zhì)形成細(xì)胞的壞死性凋亡,MLKL的表皮特異性缺失可以預(yù)防疾病,這表明細(xì)胞內(nèi)在事件會導(dǎo)致炎癥(圖3)。這些發(fā)現(xiàn)表明,ZBP1對內(nèi)源性核酸的感知失調(diào)可以驅(qū)動炎癥,并可能導(dǎo)致IL-17驅(qū)動的炎癥性皮膚病(如銀屑病)的發(fā)病機(jī)制。
圖3 ZBP1誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞MLKL依賴性壞死性凋亡驅(qū)動Ripk1EKO小鼠皮膚炎癥
云克隆不僅可提供多種自身免疫疾病動物模型,包括銀屑病、重癥肌無力、變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎、干燥綜合征、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等,涵蓋常見自身免疫疾??;還具有各類自身免疫疾病檢測、壞死性凋亡相關(guān)指標(biāo)及上述HIF1α、P2Y14R、PKA、CREB、ZBP1等相關(guān)產(chǎn)品,可助力廣大科研工作者進(jìn)行壞死性凋亡與自身免疫疾病研究。
相關(guān)動物模型
變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎(AE)小鼠模型
建模方法:將抗原髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白(MOG35-55)多肽稀釋成300ug/50ul,按1:1加入等量完全弗氏佐劑,充分乳化后按每只100ul于小鼠腋窩皮下注射。免疫當(dāng)天及24h后經(jīng)小鼠尾靜脈注射100ul含200ng百日咳毒素的PBS。PBS對照組則用PBS代替抗原。
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)小鼠模型
建模方法:抓取小鼠,于右后足皮內(nèi)注射 0.1 mL CFA 致炎,從而建立小鼠佐劑性關(guān)節(jié)炎模型;對照組于右后足趾皮下注射0.01moL/L 冰醋酸 0. 1mL,以排除 CFA 中溶劑的致敏效應(yīng)。
參考文獻(xiàn)
[1]Lyu P, Wen J, Zhang W, et al. Expression of HIF1α in intestinal epithelium restricts arthritis inflammation by inhibiting RIPK3-induced cell death machinery. Ann Rheum Dis. 2024;83(8):984-997. (IF=20.3)
[2]Liu C, Wang H, Han L, et al. Targeting P2Y14R protects against necroptosis of intestinal epithelial cells through PKA/CREB/RIPK1 axis in ulcerative colitis. Nat Commun. 2024;15(1):2083. (IF=14.7)
[3]Devos M, Tanghe G, Gilbert B, et al. Sensing of endogenous nucleic acids by ZBP1 induces keratinocyte necroptosis and skin inflammation. J Exp Med. 2020;217(7):e20191913. (IF=12.6)