“科学突破奖”华人得主最新Nature解决了先天免疫的长期谜团

【字体: 时间:2018年11月30日 来源:生物通

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  在11月28日的Nature杂志上,陈志坚博士研究组发表了一项重要成果,回答了先天免疫领域的一个长期问题。

  

生物通报道:德州大学西南医学中心的生物化学家陈志坚博士(Zhijian James Chen)刚刚获得了被称为“科学界奥斯卡”的科学突破奖(Breakthrough Prize),这一奖项是目前全球奖金最高的科学奖,因此,又被称为豪华版诺贝尔奖。他荣获的是“生命科学突破奖”,获奖理由为通过发现DNA传感酶cGAS,揭示了DNA如何从细胞内部触发免疫和自身免疫反应。

在11月28日的Nature杂志上,陈志坚博士研究组发表了一项重要成果,回答了先天免疫领域的一个长期问题。

一直以来,科学家们都想知道一种称为NLRP3的蛋白质如何能够促进炎症,应对各种看似无关的刺激。

为此,陈志坚博士分析了一种涉及NLRP3蛋白的免疫系统途径,这种途径不同于他之前研究的免疫途径,前者有助于细胞组装成炎症体(inflammasome,生物通注)的多蛋白复合物。为了应对包括从毒素到胆固醇晶体等过多的有害物质,炎症体会启动炎症细胞死亡的途径,这也被称为pyroptosis,即希腊语中的pyro火山。炎症体还会增加机体产生的免疫系统物质,如白细胞介素,这些有助于机体的免疫反应。

此外,NLRP3蛋白也是一组称为cryopyrin蛋白相关周期性综合征(CAPS)的自身炎症性疾病发生炎症的基础,这种疾病包括家族性寒冷性荨麻疹(FCAS),痛风和一种与阿尔茨海默病相关的脑细胞炎症。

“这个领域一个长期存在的问题是NLRP3如何被许多不同的药激活,这些药物似乎没有任何化学或结构相似性,”陈博士说,“这些发现为开发针对治疗炎症性疾病的NLRP3途径的治疗方法提供了新的途径。”

陈博士和他的博士后陈珏琪博士(Jueqi Chen,音译)通过结合生化,成像和遗传方法,在细胞内发现了一种以前未知的结构变化。

他们发现,不同的刺激都会导致一种称为反面高尔基体管网状结构(trans-Golgi network ,TGN,生物通注)的细胞器分裂成巨大的囊泡或液体囊。这些囊泡含有特殊的脂质成分(PI4P),可与NLRP3的特定区域结合,它们的结合会触发一系列导致炎性体激活的事件。

“NLRP3炎症小体的独特之处在于它可以通过大量刺激激发,”陈博士说,“这项研究发现,NLRP3炎症体不是直接识别有害物质,而是检测由一系列引起细胞损伤的不同化合物导致的一种结构变化。事实上,NLRP3的激活让人联想到植物的‘'guard model’,这种模型是通过检测已被改变的宿主目标,即所谓的病原体诱导来对抗各种威胁。”

“通过拆解反面高尔基体管网状结构,NLRP3间接的感知了各种病原体和危险分子,”他补充说。

(生物通:万纹)

原文标题:

PtdIns4P on dispersed trans-Golgi network mediates NLRP3 inflammasome activation

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0761-3


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