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综述:自噬与先天免疫系统的互动与冲突
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月13日 来源:Journal of Molecular Biology 4.5
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这篇综述系统阐述了自噬(autophagy)与先天免疫系统(PRRs/TLRs/NLRs/cGAS-STING等)的双向调控机制,揭示了二者通过降解信号分子(如MAVS/TRAFs)、调控炎症小体(NLRP3)和抗原提呈(MHC)等途径维持免疫稳态的分子网络,为感染性疾病和自身免疫病(如克罗恩病)的治疗提供新靶点。
自噬与先天免疫系统的共舞
cGAS-STING通路
当细胞质中出现病毒或受损细胞释放的DNA时,环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶(cGAS)会捕捉这些信号并合成第二信使cGAMP。这种分子激活内质网驻留蛋白STING后,触发其向高尔基体迁移,进而招募TANK结合激酶1(TBK1)启动I型干扰素(IFN)反应。有趣的是,活化的STING会被选择性自噬受体(如p62/SQSTM1)标记,通过LC3结合域引导至自噬溶酶体降解,从而避免过度炎症反应。
RIG-I/MDA5-MAVS通路
RIG-I样受体(RLRs)家族成员RIG-I和MDA5能识别细胞质中的病毒RNA。它们在线粒体表面与线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)聚合,形成朊病毒样结构。这种聚集体会被自噬受体OPTN和TAX1BP1靶向,通过K63泛素化修饰引导至自噬体清除。而病毒如HCV则通过NS3/4A蛋白酶切割MAVS来逃逸此机制,展现宿主与病原体的进化博弈。
NLR信号与自噬的纠葛
NOD样受体(NLR)家族中,NOD1/2激活后会招募受体相互作用蛋白激酶2(RIPK2),形成复合物促进NF-κB信号。自噬通过ATG16L1直接结合RIPK2,将其包裹进自噬体降解。而著名的NLRP3炎症小体激活后,自噬不仅能清除受损线粒体(线粒体自噬)减少活性氧(ROS)积累,还可直接吞噬炎症小体组分,缓解IL-1β的过度分泌。
TLR与自噬的跨界合作
Toll样受体(TLR4)识别细菌脂多糖(LPS)后,通过髓样分化因子88(MyD88)激活下游信号。此时,自噬相关蛋白Beclin-1会与TLR4衔接蛋白TRAF6竞争结合,抑制NF-κB过度活化。在树突细胞中,TLR诱导的自噬还能将胞内病原体抗原提呈给MHC-II分子,桥接先天与适应性免疫。
补体系统的意外参与
补体成分C3不仅可标记细菌诱发异源自噬(xenophagy),其缺失还会导致胰腺β细胞中自噬体-溶酶体融合缺陷。而补体受体VSIG4则通过激活ULK1复合物促进巨噬细胞自噬体酸化,揭示补体系统超越传统溶菌功能的新角色。
MHC抗原提呈的另类途径
除了经典的蛋白酶体-TAP通路,自噬能将内源性抗原(如EB病毒核抗原1)通过液泡途径装载到MHC-I分子上,这种交叉提呈机制为疫苗设计提供新思路。而在MHC-II途径中,自噬体直接运送胞质抗原至内体区室,显著提升CD4+ T细胞应答效率。
分泌性自噬的防御艺术
肠道潘氏细胞遭遇沙门氏菌时,会启动分泌性自噬将溶菌酶包裹在LC3-II阳性双膜囊泡中释放,这种"特洛伊木马"策略拓展了自噬的非降解功能。类似地,新冠病毒的ORF3a蛋白可劫持该途径促进病毒粒子释放,凸显该通路的双面性。
未来挑战与展望
尽管已发现多个关键节点(如TBK1对自噬体的磷酸化修饰、SQSTM1对 ubiquitinated信号的识别),但组织特异性调控机制仍是谜团。靶向自噬-免疫交叉网络的药物需平衡抗炎与感染风险——例如,克罗恩病患者ATG16L1 T300A突变导致的自噬缺陷,提示个性化治疗的重要性。从实验室到临床,解密这对"亦敌亦友"的分子伴侣将继续推动免疫治疗革新。
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