膜或蛋白支架介导的NLRP3聚集促进炎症小体组装：揭示细胞稳态扰动感知的新机制

为解决NLRP3炎症小体如何感知多种不相关激活信号的分子机制问题，研究人员通过合成免疫学方法构建了靶向不同细胞器的NLRP3变体，发现膜或蛋白支架介导的NLRP3聚集是激活的关键步骤。该研究揭示了NLRP3通过支架诱导的构象变化解除NACHT结构域自抑制，从而响应细胞稳态失衡的通用机制，为炎症性疾病治疗提供了新靶点。

　　

炎症小体作为先天免疫的重要效应器，其异常激活与多种疾病密切相关。其中NLR家族 pyrin结构域包含蛋白3（NLRP3）因其能响应病原体、环境刺激和自身分子等多样化触发因素而备受关注。然而，一个核心科学问题长期困扰着研究者：结构单一的NLRP3如何感知化学性质和形态各异的激活信号？现有理论存在明显矛盾，有研究认为特定细胞器（如线粒体或高尔基体）是NLRP3激活的必要场所，而另一些证据则显示炎症小体组装具有位置非依赖性。这种认知分歧严重阻碍了对NLRP3激活机制的深入理解。

为破解这一难题，斯洛文尼亚国家化学研究所等机构的研究团队在《Nature Communications》发表了创新性研究成果。研究人员采用合成免疫学策略，通过系统构建靶向不同细胞器的NLRP3变体，首次揭示支架介导的蛋白聚集是NLRP3激活的共性机制。该研究不仅阐明了NLRP3作为细胞稳态"主传感器"的分子基础，还为靶向干预炎症小体过度激活提供了新思路。

研究主要采用以下关键技术：1）构建系列NLRP3-YFP定位变体（覆盖内质网、高尔基体等8种细胞器）；2）在NLRP3缺陷型巨噬细胞（iBMDMs）中建立诱导表达系统；3）通过ELISA、LDH释放实验和电子显微镜多维度评估炎症小体激活；4）利用天然PAGE分析蛋白寡聚化状态；5）采用NLRP3特异性抑制剂（MCC950等）进行机制验证。

限制于分泌途径膜系统的NLRP3支持典型激活
研究发现，靶向内质网（ER）、高尔基体（GA）和质膜的NLRP3变体对尼日利亚菌素（nigericin）、二氧化硅（SiO₂）和咪喹莫特（imiquimod）等典型激活剂的响应与野生型（WT）相当。值得注意的是，这些变体在缺乏多碱性磷脂结合片段时仍能激活，提示膜定位可绕过某些传统激活限制。

溶酶体、线粒体和过氧化物酶体定位的变体保持功能
靶向溶酶体（Rheb变体）、线粒体（Omp25）和过氧化物酶体（PEX26）的NLRP3同样支持炎症小体激活。其中过氧化物酶体定位变体PEX3的活性依赖连接肽长度，显示空间位阻对功能的影响。透射电镜观察到不同定位变体激活后均引起细胞器超微结构改变，如高尔基体碎片化和线粒体基质致密化。

膜结合不依赖碱性片段的关键发现
通过构建K127-130A突变体（4xA），研究人员发现细胞质NLRP3丧失激活能力，但膜定位变体（如Cb5-4xA）仍保持功能。这一突破性结果表明：膜结合本身虽非充分条件，但能补偿碱性片段缺失带来的功能缺陷。

支架诱导的自发激活现象
中心体定位的PACT变体和高尔基体蛋白GOLGB1融合变体表现出 priming依赖性自发激活，类似CAPS相关突变体R258W表型。引人注目的是，这些变体的激活同样不依赖碱性片段，且不能被NLRP3抑制剂MCC950抑制，提示支架诱导的聚集直接改变了NACHT结构域构象。

TDP43融合证实蛋白支架的普适性
将NLRP3与形成液-液相分离的TDP43融合后，观察到自发形成的蛋白聚集体可强力激活炎症小体。通过构建Walker A基序突变体（K228A等），证实该过程仍依赖ATP结合，说明支架作用是通过解除NACHT自抑制而非单纯PYD寡聚化。

这项研究建立了NLRP3激活的"支架聚集"新范式：多种细胞扰动通过脂质或蛋白支架促进NLRP3空间聚集，进而解除NACHT结构域自抑制，形成活性寡聚体。该机制完美解释了NLRP3的多配体敏感性——不同激活剂通过重塑特定细胞区室（如分散的TGN或受损线粒体）创造支架微环境，而NLRP3则作为整合性传感器响应这些"分子危险信号"。

研究突破性地证实NLRP3激活不存在绝对位置限制，纠正了领域内长期存在的认知偏差。更重要的意义在于，发现支架诱导的构象变化可绕过传统激活检查点（如K⁺外流），这为解释某些自身炎症性疾病（如CAPS）的发病机制提供了新视角。此外，研究揭示的"聚集决定活性"原则可能普遍适用于其他模式识别受体，为免疫受体信号转导研究开辟了新方向。