Apaf-1:进化保守的DNA感受器调控细胞凋亡与炎症命运抉择的分子开关

【字体: 时间:2025年01月23日 来源:Cell Discovery 13.0

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  本研究发现Apaf-1作为跨物种保守的DNA感受器(ALRs),通过WD40结构域招募RIP2激活NF-κB炎症通路,同时与细胞色素c(Cyt c)竞争结合实现凋亡/炎症的细胞命运转换。该研究揭示了固有免疫与程序性死亡的新型交叉调控机制,为病毒感染、肿瘤及自身免疫疾病治疗提供新靶点。

  跨物种发现的DNA感知新机制
研究团队通过文昌鱼肠道细胞蛋白质组筛选,首次鉴定出Apaf-1样分子(ALRs)具有保守的双链DNA(dsDNA)结合能力。表面等离子共振(SPR)显示人类Apaf-1与DNA结合解离常数(Kd)达纳摩尔级,电泳迁移率实验(EMSA)证实其诱导Apaf-1寡聚化。结构预测发现NB-ARC与WD40结构域间带正电的DNA结合口袋,而细胞色素c(Cyt c)通过带负电的WD1/WD2界面竞争性抑制DNA结合。

炎症通路的非经典激活途径
在cGAS/STING缺陷细胞中,Apaf-1仍能介导DNA病毒触发的NF-κB活化。免疫共沉淀-质谱(IP-MS)揭示Apaf-1通过WD40结构域招募RIP2,形成>180kDa的复合体。激酶域缺失实验表明RIP2的寡聚化不依赖其激酶活性,而需完整激酶结构域。在Apaf-1+/?小鼠模型中,HSV-1感染后肝脏炎症浸润减少,病毒载量升高,证实该通路的生理防护功能。

凋亡与炎症的分子转换开关
细胞游离系统实验显示,外源DNA剂量依赖性抑制Cyt c/dATP诱导的caspase-9切割。梯度离心证实DNA促进Apaf-1-RIP2复合体形成,而Cyt c则驱动凋亡体组装。化疗药物顺铂与HSV-60的竞争实验证明,配体结合特异性决定细胞命运走向。值得注意的是,Apaf-1的Cyt c结合突变体(W884A/D902A/T1087A)表现出更强的促炎活性,提示其作为治疗靶点的可操作性。

进化与医学的双重启示
研究揭示ALRs的DNA感知功能在果蝇Dark到人类Apaf-1中高度保守,可能早于线粒体凋亡途径的出现。在肿瘤微环境中,基因组不稳定性导致的胞质DNA可能通过Apaf-1-RIP2轴驱动慢性炎症,而靶向DNA结合界面的药物或可协同BH3模拟剂促进肿瘤细胞凋亡。该发现为神经发育异常(如Apaf-1敲除导致的脑过度生长)提供了新的解释框架——DNA损伤感应缺陷可能导致神经前体细胞清除障碍。

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