品牌时光机-品牌案例《Immunity | 林娟等发现RIPK1的死亡结构域抑制ZBP1和TRIF介导的细胞死亡和炎症反应》

摘要：揭示了RIPK1的死亡结构域在调控细胞死亡、调节组织稳态和炎症反应中的关键性作用。

细胞死亡与生物体的各种生理病理过程都息息相关，细胞增殖和死亡的平衡对控制炎症反应和维持机体组织的稳态具有重要意义。炎症是一种机体免疫系统应对感染或损伤而产生的一种反应，适量的炎症对机体有利，但是不受控制的过量的炎症反应会导致组织损伤和炎症性疾病。深入研究不同的细胞死亡调控机制对生理病理的影响，对为相应的疾病寻找新的药物靶点具有重要意义。

RIPK1是一个多功能的丝氨酸/苏氨酸激酶，除了N端激酶结构域以外、还包含中间的RHIM结构域和C端的死亡结构域（DD），是参与调控细胞死亡和细胞存活通路的关键性分子。RIPK1可以通过RHIM招募RIPK3促进RIPK1激酶活性依赖的细胞坏死样凋亡（Necroptosis），但RIPK1的缺失也能促进细胞死亡。RIPK1缺失的小鼠在围产期死亡，只有联合抑制了TRADD-FADD-caspase-8介导的凋亡和RIPK3-MLKL依赖的细胞坏死小鼠才能存活。RIPK1 RHIM突变同样导致小鼠围产期死亡，遗传杂交实验揭示了RIPK1 RHIM在抑制ZBP1-RIPK3-MLKL介导的细胞坏死中的关键作用。RIPK1似乎是作为一个支架蛋白抑制细胞死亡，作为RIPK1上另一个重要的负责与蛋白相互作用的结构域——死亡结构域，其在调控细胞死亡中的作用还研究得不是很清楚。虽然已经有研究构建了RIPK1 K584R小鼠，该突变小鼠存活并可育，但该点突变只破坏的RIPK1自身的二聚化，并不影响RIPK1与其它含有死亡结构域的蛋白之间的相互作用，因此不能对RIPK1死亡结构域的功能下一个明确的结论。

2024年5月13日，科隆大学遗传所的Manolis Pasparakis教授和厦门大学的林娟教授团队在Immunity 杂志发表了题为The RIPK1 death domain restrains ZBP1- and TRIF-mediated cell death and inflammation的研究。该研究构建了另一株RIPK1死亡结构域点突变的小鼠RIPK1 R588E，该点突变不仅破坏了RIPK1自身的二聚化，也破坏了RIPK1与其它含有死亡结构域的蛋白之间的相互作用。

与Ripk1^-/-和Ripk1^mRHIM/mRHIM小鼠类似，Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠也死于围产期，RIPK3缺失能够使Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠正常出生，但Ripk1^{R588E/ R588E}Ripk3^-/-小鼠会在1月到5个月之间死于TNFR1-TRADD-FADD介导的凋亡导致的炎症，而TNFR1或TRADD缺失并不能挽救Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠的围产期死亡，说明TNFR1介导的细胞凋亡并不是Ripk1^{R588E/ R588E}围产期死亡的主要原因。

因为RIPK3既能诱导MLKL介导的细胞坏死样凋亡，在一定条件下也能够诱导细胞凋亡或不依赖于细胞死亡的炎症通路，为了进一步验证细胞坏死样凋亡在Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠围产期死亡的中的作用，研究人员将Ripk1^WT/R588E小鼠与Mlkl^-/-小鼠杂交。结果表明Ripk1^{R588E/ R588E}Mlkl^-/-小鼠能够出生，并且出生比例符合孟德尔定律，但比起对照组，这些小鼠的体重严重偏轻，发育不良，基本无法活过断奶期，症状比Ripk1^{R588E/ R588E}Ripk3^-/-更加严重，说明RIPK3通过MLKL介导的细胞坏死样凋亡导致了Ripk1^{R588E/ R588E}围产期死亡，但RIPK3介导的非细胞坏死样凋亡功能则导致了Ripk1^{R588E/ R588E} Mlkl^-/-小鼠出生后早期的炎症性症状，进一步的杂交实验表明Ripk1^{R588E/ R588E}Mlkl^-/-小鼠的出生后的症状主要是由TRADD介导的信号通路导致的。

ZBP1和TRIF是另外两个含有RHIM的蛋白，都能通过招募RIPK3介导细胞坏死样凋亡，为了研究ZBP1和TRIF在Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠围产期死亡中的作用，研究人员将Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠分别与Zbp1^-/-小鼠和与Ticam1^-/-小鼠杂交，Ripk1^{R588E/ R588E} Ticam1^-/-小鼠不能出生， Ripk1^{R588E/ R588E} Zbp1^-/-小鼠能够出生，但出生率低于孟德尔定律，并且绝大多数死于断奶前，说明Ripk1^{R588E/ R588E}小鼠围产期死亡更多是由于ZBP1介导的信号通路导致的；Ripk1^{R588E/ R588E} Zbp1^-/- Ticam1^-/-小鼠出生率符合孟德尔定律，能活到成年，体重正常，几乎没有观察到炎症性症状，说明TRIF介导信号通路导致了Ripk1^{R588E/ R588E}Zbp1^-/-小鼠出生后的早期症状。另外，需要提到的是，50%左右的Ripk1^{R588E/ R588E} Zbp1^-/- Trif^-/-小鼠死于25-30周之间，说明不依赖于ZBP1和TRIF的信号通路导致了小鼠的晚期死亡。

最后，体外实验证明干扰素在Ripk1^{R588E/ R588E}细胞中诱导RIPK3依赖的细胞坏死，这种细胞死亡是ZBP1和TRIF共同介导的。进一步体外实验表明野生型细胞中ZBP1和TRIF介导的RIPK3激活需要RIPK1的激酶活性，但在Ripk1^{R588E/ R588E}细胞中则不需要，这表明RIPK1死亡结构域依赖的寡聚化及其与FADD的相互作用决定了ZBP1和TRIF激活RIPK3的机制。