“细胞死亡研究分会CSCB”Webinar第三十六期精华纪要

发布日期：2022-12-13　　浏览次数：9959

2022年12月9日上午9时，中国细胞生物学会细胞死亡分会开展线上学术交流系列讲座第三十六期，本期邀请来自中国科学院微生物研究所刘翠华研究员分享其团队的最新研究成果，题目为“结核分枝杆菌逃逸宿主固有免疫的机制”。本期讲座由中国科学院生物物理研究所丁璟珒研究员和复旦大学生命科学学院李继喜教授共同主持。上海交通大学基础医学院姚玉峰教授和中国科学院上海巴斯德研究所刘星研究员作为讨论嘉宾参会。

结核分枝杆菌 (M. tuberculosis， Mtb) 是引起结核病 (tuberculosis, TB)的一种古老病原体，它已经发展出许多细胞内生存策略，以逃避宿主免疫，并推动结核病的发生和发展。Mtb进化出的一个显著特征是一组真核样效应器，但它们的宿主目标和在病原体-宿主相互作用中的调节作用仍不清楚。

炎症小体是一种细胞质中的多蛋白复合物，主要由模式识别受体、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）以及caspase-1前体蛋白组成。受到信号刺激时，三种成分发生寡聚化并形成有活性的炎症小体，此时caspase-1前体蛋白裂解形成有活性的caspase-1，后者进一步将pro-IL-1β、pro-IL-18和gasdermin D（GSDMD）进行剪切，形成有活性的 IL-1β、IL-18，而剪切后的GSDMD-N在质膜内侧聚集并产生孔洞，进而诱导炎症因子的释放和细胞焦亡的发生。由炎症小体介导的细胞焦亡在哺乳动物体内的抗感染免疫中发挥关键作用。然而，病原体是如何通过抑制焦亡来躲避免疫防御的机制尚未明确，需要进一步探索。

在本次报告中，研究人员首先分析了结核分枝杆菌中含有的所有蛋白质，基于“分泌型蛋白”及“蛋白中是否含有真核样激酶模序”这两个标准进行筛选，挑选出201个候选蛋白。在HEK-293T 细胞中逐个表达候选蛋白，筛选到分泌型脂磷酸酶PtpB，可以同时抑制NLRP3-HEK-293T 及AIM2-HEK-293T 中焦亡通路的活化。

通过进一步的实验，作者确定了 PtpB 的抑制作用与 GSDMD 相关，并发现 PtpB 可以干扰 GSDMD-N的细胞膜定位。GSDMD-N 与细胞膜上的主要膜脂成分磷酸肌醇 PIP4P 及 PI(4,5)P2 结合，发挥其打孔效应并介导焦亡的发生。作者发现 PtpB 可发挥其脂磷酸酶活性，去除 PIP4P 及 PI(4,5)P2 的磷酸基团，从而抑制 PIP4P 及 PI(4,5)P2 迁移到细胞膜。关键脂磷酸酶活性位点Cys160突变后，PtpB无法抑制 GSDMD 介导的细胞焦亡。随后作者发现 PtpB通过自身泛素化，增强脂磷酸酶活性。PtpB依赖泛素激活的脂磷酸酶活性逃逸 GSDMD 介导的焦亡，促进结核分枝杆菌的体内存活，并增强了宿主的组织病理损伤。

综上所述，本研究揭示了病原体来源的磷脂磷酸酶在调节GSDMD依赖性的焦亡和细胞因子释放中的作用，扩展了对病原体感染过程中细胞炎症体-焦亡信号通路的复杂调节机制的理解。此外，这项研究阐明了一种策略，即病原体劫持泛素通过改变宿主膜的磷脂组成来抑制宿主细胞的焦亡。

在本次交流中，嘉宾及听众就结核病人的外周血巨噬细胞中是否也存在结核分枝杆菌抑制GSDMD的现象；在真核细胞中表达结核分枝杆菌的效应蛋白时，是否与结核分枝杆菌自身表达的效应蛋白存在一定的差异；在结核分枝杆菌感染后期炎症性死亡是否会辅助过度炎症的发生；以及怎样在研究早期判断某个结核分枝杆菌蛋白在宿主细胞中的定位等一系列问题进行了提问和讨论。刘翠华研究员对上述问题都进行了详细解答，并表示相关研究仍在开展，部分关键问题有望在后续研究中得以解释。

本期讲座内容丰富，探讨激烈，取得圆满成功。

下期活动预告（第三十七期）
主讲人：何苏丹
会议时间：北京时间2022年12月16日上午9:00
会议主题：RIPK3-mediated cell death and inflammatory responses
会议ID: 899 868 5057
会议密码：238822