4月7日，中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所章海兵研究組在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了題為“RIPK1 ubiquitination regulates its kinase independent function in development and inflammation”的研究成果。該研究聚焦RIPK1關(guān)鍵泛素化位點(diǎn)K376的功能，通過(guò)構(gòu)建多種遺傳小鼠模型，系統(tǒng)解析了RIPK1通過(guò)泛素化修飾在個(gè)體發(fā)育和炎癥調(diào)控中的雙重作用，為RIPK1相關(guān)炎癥性疾病的發(fā)病機(jī)制研究和干預(yù)策略提供了重要理論框架。
系統(tǒng)性自身炎癥性疾病（Systemic Autoinflammatory Diseases, SAIDs）是由先天免疫系統(tǒng)異常激活引發(fā)的一類疾病。近年來(lái)，基礎(chǔ)和臨床研究表明，程序性細(xì)胞死亡通路相關(guān)基因突變?cè)谄浒l(fā)病中起核心作用。然而，程序性細(xì)胞死亡與炎癥反應(yīng)之間的互作機(jī)制，仍是該領(lǐng)域亟待破解的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
RIPK1作為調(diào)控細(xì)胞死亡和炎癥反應(yīng)的核心樞紐分子，其功能受多種翻譯后修飾精細(xì)調(diào)控。其中，K376位點(diǎn)的泛素化已被證實(shí)能有效抑制細(xì)胞凋亡和壞死性凋亡，但在炎癥調(diào)控中的具體作用機(jī)制此前尚不清晰。人類遺傳學(xué)研究顯示，RIPK1功能異常與自身炎癥性疾病密切相關(guān)：RIPK1缺失可導(dǎo)致免疫缺陷，剪切位點(diǎn)突變引發(fā)自身炎癥綜合征，而近期發(fā)現(xiàn)的RIPK1泛素化缺陷突變（K377E/R390G）進(jìn)一步提示，泛素化異常與系統(tǒng)性炎癥之間存在直接關(guān)聯(lián)。因此，深入解析RIPK1泛素化在炎癥中的作用，對(duì)闡明SAIDs發(fā)生發(fā)展機(jī)制并探索精準(zhǔn)干預(yù)策略具有重要意義。
章海兵研究組長(zhǎng)期致力于程序性細(xì)胞死亡及其在炎癥調(diào)控中的機(jī)制研究。前期工作通過(guò)構(gòu)建Ripk1K376R突變小鼠模型，闡明了RIPK1 K376位點(diǎn)泛素化通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡和程序性壞死，在維持個(gè)體發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用（Nat Commun.2019.PMID: 31519886）。在此基礎(chǔ)上，該研究進(jìn)一步構(gòu)建了Ripk1K376R/D138N等雙點(diǎn)突變小鼠模型，發(fā)現(xiàn)K376位點(diǎn)泛素化缺失會(huì)導(dǎo)致RIPK1異常激活：在胚胎期通過(guò)激酶依賴性途徑誘導(dǎo)過(guò)度細(xì)胞死亡，引發(fā)胚胎致死；而在引入激酶失活突變（D138N）后，雖能挽救胚胎致死，但小鼠仍表現(xiàn)出進(jìn)行性系統(tǒng)性炎癥，包括皮膚和肝臟炎癥、脾臟腫大以及免疫穩(wěn)態(tài)失調(diào)。
機(jī)制研究進(jìn)一步揭示，RIPK1 K376R突變不僅影響其激酶活性，還通過(guò)支架功能驅(qū)動(dòng)炎癥反應(yīng)。具體而言，該突變可激活內(nèi)源性NLRP3炎癥小體，促進(jìn)IL-1β分泌。遺傳學(xué)證據(jù)顯示，Caspase-1/11缺失能顯著緩解炎癥，而TRIF缺失則無(wú)明顯作用，明確了炎癥小體通路的核心地位。此外，分析證實(shí)這一炎癥過(guò)程不依賴于MLKL介導(dǎo)的程序性壞死，而是主要依賴RIPK3及Caspase-1/11介導(dǎo)的炎癥小體通路，從而揭示了一種非經(jīng)典的炎癥調(diào)控機(jī)制。
綜上，該研究系統(tǒng)闡明了RIPK1泛素化在細(xì)胞死亡與炎癥調(diào)控中的關(guān)鍵作用，揭示了RIPK1通過(guò)泛素化修飾抑制“激酶依賴性細(xì)胞死亡與激酶非依賴性炎癥”雙重穩(wěn)態(tài)調(diào)控新機(jī)制，為“程序性細(xì)胞死亡與炎癥反應(yīng)的互作機(jī)制”這一重要科學(xué)問(wèn)題提供了重要證據(jù)支撐，同時(shí)為SAIDs的精準(zhǔn)診斷和靶向治療提供了新思路與潛在干預(yù)靶點(diǎn)，為臨床轉(zhuǎn)化奠定了理論基礎(chǔ)。
中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所副研究員李明，博士研究生劉建玲、邢銘煙、劉涵為該論文的共同第一作者。中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所章海兵研究員和李明副研究員為該論文共同通訊作者。該研究工作得到了中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所李于研究員、李虹研究員的大力支持。該研究受科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金及上海市重大研究計(jì)劃等項(xiàng)目資助，并依托中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所所級(jí)公共技術(shù)中心分析測(cè)試技術(shù)平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)平臺(tái)完成。
原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2520356123
圖：RIPK1泛素化修飾調(diào)控激酶依賴性細(xì)胞死亡與激酶非依賴性炎癥示意圖
推送單元：章海兵研究組、科技規(guī)劃與任務(wù)處
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