S100A9通过抑制SYK激酶降解促进炎症小体依赖性自身炎症的机制研究

本研究针对自身炎症性疾病中白细胞介素-1β(IL-1β)异常分泌的调控机制难题，通过分子生物学、细胞模型和临床样本分析，首次揭示S100A9通过USP10去泛素化酶稳定SYK酪氨酸激酶表达的新通路，阐明了S100A9-USP10-SYK轴在NLRP3炎症小体激活和家族性地中海热(FMF)发病中的关键作用，为靶向该通路的治疗策略提供了理论依据。

　　

自身炎症性疾病是一类以先天免疫系统异常激活为特征的罕见疾病，其中家族性地中海热(FMF)和冷吡啉相关周期性发热综合征(CAPS)等疾病表现为白细胞介素-1β(IL-1β)的异常分泌。这些疾病多由NLRP3(NOD-, LRR- and pyrin domain-containing protein 3)或pyrin炎症小体编码基因的功能获得性突变引起。尽管炎症小体的组装和激活调控机制复杂且尚未完全阐明，但脾酪氨酸激酶(SYK)已被确认为NLRP3活性的重要调节因子。另一方面，炎症警报蛋白S100A8/A9在自身炎症性疾病特别是FMF中呈现高水平表达，但其与SYK的关联及其在炎症小体通路中的作用尚未明确。

为探究S100蛋白与炎症小体激活间的潜在联系，来自德国明斯特大学免疫学研究所的Jonas Wolf等研究人员在《Journal of Leukocyte Biology》发表了这项研究。他们发现S100A9通过调控去泛素化酶USP10的表达来维持SYK蛋白稳定性，从而促进NLRP3炎症小体激活。这一机制在FMF单核细胞中同样存在，揭示了pyrin驱动和NLRP3驱动的自身炎症之间前所未有的联系。

研究采用的主要技术方法包括：人原代单核细胞和永生化HoxB8单核细胞培养模型（使用来自野生型、基因敲除和FMF模型小鼠的细胞）、蛋白质免疫印迹(Western blot)分析蛋白表达与活化、酶联免疫吸附测定(ELISA)检测细胞因子分泌、定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测基因表达、以及来自FMF患者（携带MEFV基因突变）的外周血单核细胞(PBMCs)功能验证。

细胞内S100A9调控单核细胞中SYK表达

研究人员发现，在脂多糖(LPS)刺激后人单核细胞中S100A8/A9 mRNA和蛋白水平显著升高，同时伴随SYK蛋白表达和活化增加，但SYK mRNA水平无变化。在S100A9敲除(KO)和S100A8/A9双敲除(dKO)的HoxB8单核细胞中，SYK蛋白表达显著降低，而mRNA水平无差异，表明S100A9在转录后水平调控SYK表达。细胞外添加纯化的S100蛋白未能恢复S100A8/A9 dKO细胞中SYK表达，提示该调控依赖于细胞内S100A9。

S100A8/A9缺失导致USP10表达降低和SYK降解

研究发现S100A8/A9缺失导致去泛素化酶USP10蛋白表达缺失，而其mRNA水平不变，表明存在转录后调控。USP10的药理抑制降低了SYK蛋白水平。尽管蛋白酶体抑制剂MG132处理增加了多泛素化蛋白水平，但未能阻止S100A8/A9 dKO细胞中SYK降解，提示SYK可能通过自噬途径降解。

自噬信号通路连接S100A9与SYK表达

生物信息学分析发现SYK包含一个能被分子伴侣Hsc70识别的GLYLLRQ基序，提示SYK可能通过分子伴侣介导的自噬(CMA)降解。自噬抑制剂氯喹(Chloroquine)和3-甲基腺嘌呤(3-MA)处理恢复了S100A8/A9 dKO细胞中SYK蛋白水平。此外，S100A8/A9缺失导致mTOR表达降低和ULK1(Ser757)磷酸化减少，表明自噬活性增强。

S100调控的SYK表达控制炎症小体激活

SYK的药理抑制(Piceatannol)或基因敲除显著减少了NLRP3炎症小体激活剂(ATP或Nigericin)刺激后的Caspase-1 p20切割、GSDMD裂解、LDH释放以及IL-1β、IL-18和S100A8/A9的分泌。类似地，S100A9 KO和S100A8/A9 dKO细胞也表现出炎症小体激活受损，而S100A8 KO细胞则无此表型。自噬抑制可逆转S100A9 KO细胞中IL-1β分泌的缺陷。

USP10抑制阻止NLRP3炎症小体激活

USP10抑制剂(P22077)处理降低了SYK表达，并抑制了Caspase-1活化、GSDMD裂解和炎性因子释放，证实了USP10-SYK通路在调控NLRP3炎症小体激活中的功能重要性。

SYK和S100A9调控FMF单核细胞中的NLRP3炎症小体激活

在FMF模型单核细胞中，S100A9缺失导致LPS刺激后SYK和USP10表达降低。SYK抑制或S100A9敲除均减少了FMF单核细胞中Caspase-1活化和炎性因子分泌。USP10抑制同样减弱了FMF单核细胞的炎症小体激活。在人FMF患者PBMCs中，USP10抑制剂显著抑制了IL-1β分泌。

研究结论与讨论部分归纳指出，该研究首次揭示了细胞内S100A9通过调控USP10-SYK通路在NLRP3炎症小体激活中的关键作用。S100A9缺失导致USP10表达降低，进而增强SYK通过自噬途径的降解，最终抑制NLRP3炎症小体活化。这一机制在FMF单核细胞中得到验证，表明S100A9-USP10-SYK轴是连接pyrin和NLRP3驱动自身炎症的重要通路。

该研究的重要意义在于：首先，发现了S100A9亚基特有的细胞内功能，独立于S100A8；其次，阐明了SYK蛋白稳定性调控的新机制，涉及USP10去泛素化和自噬降解双重途径；第三，在FMF病理机制中揭示了S100警报蛋白与NLRP3炎症小体激活之间的正反馈循环，为理解自身炎症性疾病的发病机制提供了新视角；最后，研究指出SYK(如Fostamatinib)和USP10可作为治疗炎症小体相关疾病的潜在靶点，为开发新的治疗策略提供了理论基础。

需要注意的是，研究也存在一定局限性，如主要聚焦NLRP3炎症小体，未探索该通路在其他传感器（如AIM2或NLRC4）中的作用；S100A9调控USP10表达的具体分子机制尚未完全阐明；FMF特异性调控S100依赖效应的机制仍需进一步研究。