内质网应激通过PERK/eIF2α/JAK1信号轴放大星形胶质细胞细胞因子反应

这篇研究揭示了内质网应激（ER stress）通过蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）/真核翻译起始因子2α（eIF2α）/Janus激酶1（JAK1）信号轴协同放大星形胶质细胞对肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等细胞因子反应的分子机制。研究发现PERK介导的eIF2α磷酸化通过抑制核因子κB抑制蛋白（IκBα）和细胞因子信号抑制因子3（SOCS3）等负调控蛋白的翻译，显著增强炎症基因表达，为理解神经退行性疾病中神经炎症的放大机制提供了新见解。

　　

内质网应激放大星形胶质细胞细胞因子反应的分子机制

ABSTRACT
异常激活的细胞过程和信号通路是许多神经系统疾病的标志。内质网（ER）应激、未折叠蛋白反应（UPR）激活和神经炎症经常共同参与疾病进程。研究发现ER应激与TNF-α协同通过JAK1依赖性机制放大星形胶质细胞中白细胞介素6（IL-6）和CC趋化因子配体20（CCL20）的产生。PERK介导的真核翻译起始因子2α（eIF2α）磷酸化通过抑制IκBα和SOCS3等负调控蛋白的翻译，显著增强炎症反应。整合应激反应抑制剂（ISRIB）可逆转这种效应。值得注意的是，携带白质消失病相关EIF2B5突变的星形胶质细胞表明，仅翻译抑制不足以放大细胞因子诱导的基因表达。

1 Introduction
神经炎症和蛋白质稳态失调是众多神经系统疾病的标志。ER应激通过激活UPR触发整合应激反应（ISR），其中PERK通过磷酸化eIF2α抑制蛋白质合成。在星形胶质细胞中，ER应激通过PERK和JAK1依赖性途径驱动炎症基因表达。TNF-α通过核因子κB（NF-κB）通路激活炎症反应，而ER应激通过抑制IκBα合成间接激活NF-κB。研究揭示了ER应激与炎症之间的双向相互作用及其在神经退行性疾病中的关键作用。

2 Materials and Methods
使用原代小鼠星形胶质细胞和人类1321N1星形胶质瘤细胞系，通过RNA干扰和CRISPR-Cas9技术敲除JAK1和PERK基因。采用RNA测序、Western blot和qPCR分析基因表达。使用ISRIB逆转eIF2α磷酸化介导的翻译抑制。通过蛋白质合成测定评估翻译效率。

3 Results
3.1 ER Stress和TNF-α驱动JAK1依赖性转录程序
RNA测序显示ER应激和TNF-α协同诱导200多个基因表达，其中35%依赖JAK1。趋化因子CCL20、CXCL11和CXCL2显示出最强的协同效应。

3.2 PERK是ER Stress和TNF-α诱导基因表达所必需的
PERK敲除显著降低IL-6和CCL20的协同诱导。使用PERK激动剂CCT020312证实PERK激活足以增强TNF-α诱导的基因表达。在人类星形胶质瘤细胞中，JAK1和PERK敲除均减弱ER Stress和TNF-α的协同效应。

3.3 ER Stress通过抑制负反馈机制放大细胞因子诱导的基因表达
ER Stress延迟TNF-α诱导的IκBα重新合成，延长NF-κB活性。ISRIB恢复IκBα表达并减弱炎症反应。类似地，ER Stress抑制OSM诱导的SOCS3表达，增强STAT3信号。携带EIF2B5 I98M突变的星形胶质细胞显示，仅翻译抑制不足以增强细胞因子反应。

4 Discussion
研究揭示了PERK/eIF2α/JAK1信号轴在放大星形胶质细胞炎症反应中的核心作用。PERK通过双重机制发挥作用：一方面激活JAK1依赖性转录程序，另一方面通过eIF2α磷酸化抑制负调控蛋白翻译。这种机制可能在生理性免疫防御和病理性神经炎症中均发挥重要作用。研究为开发靶向ISR的神经炎症治疗策略提供了理论基础。