编辑推荐:
为探究鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium)感染 RAW264.7 细胞中与 NLRP3 分子直接互作的 lncRNA 及其作用,研究人员发现 LncRNA - Gm17586 可抑制焦亡,为揭示炎症反应调控机制提供依据。
在微生物的世界里,鼠伤寒沙门氏菌(
S. typhimurium)可是个 “麻烦制造者”。它作为一种人畜共患的病原菌,能在全球范围内引发急性肠道炎症和食源性疾病,给公共卫生带来了巨大挑战。随着耐药菌株的不断出现,情况愈发棘手。人体的免疫系统面对这些病原菌时,就像一场激烈的战斗。其中,NLRP3 炎性小体(NLRP3 inflammasomes)作为免疫系统的 “侦察兵”,能识别病原菌相关分子模式(PAMPs)和危险相关分子模式(DAMPs),在免疫反应中发挥着关键作用。它的激活过程很复杂,一旦被激活,就会引发一系列反应,最终导致细胞焦亡(pyroptosis)和炎症反应。
长链非编码 RNA(lncRNAs)虽然不能编码蛋白质,但在各种生理和病理过程中却有着重要的调控作用。近年来研究发现,lncRNAs 能影响由 NLRP3 驱动的先天免疫反应相关疾病。不过,目前对于鼠伤寒沙门氏菌感染宿主细胞后 lncRNA 的变化,以及这些变化如何影响细胞焦亡,了解还非常有限。
为了深入探索这些未知领域,研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果对于揭示鼠伤寒沙门氏菌感染过程中的免疫调控机制,以及寻找潜在的治疗靶点具有重要意义。该研究成果发表在Scientific Reports期刊上。
在这项研究中,研究人员运用了多种先进的技术方法。其中,RNA 免疫沉淀测序(RIP - seq)技术用于筛选与 NLRP3 分子直接互作的 lncRNAs;实时荧光定量 PCR(qPCR)技术用来验证测序结果和检测基因表达水平;蛋白质免疫印迹(Western blot)技术分析相关蛋白的表达;免疫荧光技术观察蛋白的相互作用和细胞内定位。
研究人员首先通过 RIP - seq 技术,在感染鼠伤寒沙门氏菌 4 小时的 RAW264.7 细胞中,筛选出了与 NLRP3 分子直接互作的 lncRNAs。结果发现,与未感染组相比,有 9 种 lncRNAs 表达显著下降,4 种 lncRNAs 表达显著上升。接着,利用 qPCR 对测序结果进行验证,发现 LncRNA - Gm17586 在感染组中的表达下降最为明显,因此将其作为后续研究的重点。通过分离细胞核和细胞质进行 qPCR 检测,以及荧光原位杂交(FISH)结合免疫荧光实验,证实 LncRNA - Gm17586 主要在细胞质中表达,且感染鼠伤寒沙门氏菌后表达量降低。
随后,研究人员构建了表达 LncRNA - Gm17586 的慢病毒(LV - Gm17586),并感染 RAW264.7 细胞。实验结果显示,过表达 LncRNA - Gm17586 能显著降低 NLRP3、caspase - 1、caspase - 1 p20、GSDMD 和 GSDMD p30 的表达,抑制鼠伤寒沙门氏菌诱导的细胞焦亡。乳酸脱氢酶(LDH)释放实验和 ELISA 分析表明,过表达 LncRNA - Gm17586 可减少 LDH 和 IL - 1β 的释放,减轻细胞炎症损伤。
为了探究 LncRNA - Gm17586 抑制细胞焦亡的分子机制,研究人员进行了一系列实验。通过免疫沉淀(IP)技术和质谱分析,发现 Tnip1 在 LncRNA - Gm17586 过表达组和共感染组中的表达水平存在显著差异。进一步的 IP 实验和免疫荧光实验证实,过表达 LncRNA - Gm17586 能增强 Tnip1 的表达,并促进 Tnip1 与 NLRP3 的相互作用。构建过表达 Tnip1 的慢病毒(LV - Tnip1)并与 LV - Gm17586 共表达实验表明,过表达 Tnip1 可降低相关蛋白表达,减少 LDH 和 IL - 1β 释放,且与 LncRNA - Gm17586 共表达时,能进一步抑制 NLRP3 炎性小体的激活。
综合研究结果和讨论部分,研究人员得出结论:LncRNA - Gm17586 在鼠伤寒沙门氏菌感染 RAW264.7 细胞的过程中,直接与 NLRP3 分子相互作用,并且通过增强 Tnip1 与 NLRP3 的结合,抑制 NLRP3 炎性小体的激活,从而有效抑制细胞焦亡。这一发现揭示了 LncRNA - Gm17586 在鼠伤寒沙门氏菌感染引发的炎症反应中的重要调控作用,为深入理解先天免疫反应机制提供了新的视角。尽管 LncRNA - Gm17586 是小鼠特有的长链非编码 RNA,限制了研究成果在其他物种中的直接应用,但未来可通过构建缺失 LncRNA - Gm17586 的突变小鼠,进一步探究其功能,有望为炎症性疾病的治疗开发新的基因治疗工具。