6月25日，來自中國科學(xué)院上海巴斯德研究所的劉星研究員團(tuán)隊(duì)與美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Judy Lieberman教授團(tuán)隊(duì)以研究長文（Research Article）形式在《Science》雜志發(fā)表題為The lysosomal Rag-Ragulator complex licenses RIPK1- and Caspase-8-mediated pyroptosis by Yersinia的論文，報道通過CRISPR/Cas9全基因組敲除篩選鑒定出耶爾森菌感染并觸發(fā)細(xì)胞焦亡的關(guān)鍵因子—Rag-Ragulator復(fù)合物，并揭示該復(fù)合物激活FADD-RIPK1-Caspase-8（complex Ⅱ）的分子機(jī)理。

耶爾森菌（Yersinia）是廣泛存在于自然界的一種革蘭氏陰性菌，屬內(nèi)多個菌種具有極高人類致病毒性，其中鼠疫耶爾森菌是烈性傳染病鼠疫的病原菌；腸炎耶爾森菌可致胃腸炎、關(guān)節(jié)炎及敗血癥等。細(xì)胞焦亡（pyroptosis）是一種依賴gasdermin家族蛋白質(zhì)膜打孔而引發(fā)的新型細(xì)胞程序性死亡，是機(jī)體免疫系統(tǒng)對抗病原菌入侵的主要手段之一，亦是近些年固有免疫和腫瘤免疫治療領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。細(xì)胞發(fā)生焦亡時，可通過釋放促炎因子招募免疫細(xì)胞并清除入侵病原體1-5。自本世紀(jì)初“焦亡”概念提出以來，大量研究結(jié)果顯示革蘭氏陰性菌感染后宿主細(xì)胞主要通過炎性caspase介導(dǎo)的炎癥小體（Inflammasome）活化和gasdermin D（GSDMD）切割觸發(fā)細(xì)胞焦亡6-10。2018年，馬薩諸塞醫(yī)學(xué)院Egil Lien和塔夫茨醫(yī)學(xué)院Alexander Poltorak課題組相繼發(fā)現(xiàn)耶爾森菌分泌的毒力蛋白YopJ通過抑制TAK1激活RIPK1/caspase-8，從而進(jìn)一步切割GSDMD導(dǎo)致焦亡11,12，但抑制后的TAK1如何激活RIPK1/caspase-8的分子機(jī)制尚不清晰。

　　在本研究中，研究人員首先利用LPS + 5z7（TAK1抑制劑）處理模擬耶爾森菌感染，通過CRISPR/Cas9全基因組敲除篩選發(fā)現(xiàn)Rag-Ragulator復(fù)合物（包含RagA、RagC和Lamtor1-5）參與調(diào)控了耶爾森菌感染誘發(fā)的細(xì)胞焦亡。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Rag-Ragulator復(fù)合物特異性地參與TLR/TNF-caspase-8-GSDMD通路介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡，而不參與經(jīng)典或非經(jīng)典炎癥小體介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Rag-Ragulator的功能缺失能夠顯著抑制complex Ⅱ的形成、RIPK1磷酸化和caspase-8激活，提示Rag-Ragulator作用于complex Ⅱ上游。功能結(jié)構(gòu)域Mapping實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示RagC分別與RIPK1蛋白N端kinase domain和caspase-8蛋白C端caspase domain相互作用。進(jìn)一步共定位免疫熒光染色結(jié)果顯示，在刺激條件下RIPK1和caspase-8能夠被招募到溶酶體，而這一過程依賴于Rag-Ragulator復(fù)合物。之后研究人員詳細(xì)探究了Rag-Ragulator復(fù)合物發(fā)揮作用機(jī)制：1）過表達(dá)溶酶體膜定位缺失突變體Lamtor1 3A能夠顯著抑制耶爾森菌感染誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡；2）GDP而非GTP形式的RagC能與RIPK1/caspase-8結(jié)合并促進(jìn)細(xì)胞焦亡；3）缺失FLCN-FNIP2的細(xì)胞能夠抵抗細(xì)胞焦亡的發(fā)生，而在該細(xì)胞中表達(dá)GDP形式的RagC可回復(fù)焦亡狀態(tài)。

　　綜上，該研究闡釋了溶酶體定位的Rag-Ragulator復(fù)合物在耶爾森菌感染中的新功能，并詳細(xì)解析了耶爾森菌感染后宿主細(xì)胞內(nèi)RIPK1/caspase-8活化分子機(jī)制，是對細(xì)胞焦亡領(lǐng)域一大拓展，也為如鼠疫耶爾森菌和腸炎耶爾森菌感染相關(guān)疾病治療提供了新靶點(diǎn)和新思路。

模式圖：在耶爾森菌感染過程中，Rag-Ragulator作為一個功能性平臺招募并激活RIPK1與caspase-8，進(jìn)而觸發(fā)GSDMD的剪切活化及隨后的細(xì)胞焦亡。

　　全文鏈接：?https://science.sciencemag.org/content/372/6549/eabg0269

　　附：中科院上海巴斯德所劉星課題組介紹：

　　中科院上海巴斯德所劉星課題組一直圍繞病原體感染引起的機(jī)體免疫應(yīng)答調(diào)控機(jī)制研究，探索病原微生物致病機(jī)理以及宿主細(xì)胞抵御病原體入侵的關(guān)鍵免疫規(guī)律，旨在為相關(guān)感染性疾病如膿毒癥、自身免疫性疾病以及癌癥的精準(zhǔn)治療提供新的藥物靶點(diǎn)和治療策略（http://sourcedb.shanghaipasteur.cas.cn/zw/kydw/yjzz/201804/t20180411_4995080.html）。劉星研究員在其所屬研究領(lǐng)域取得諸多重要原創(chuàng)性成果，發(fā)表高水平SCI學(xué)術(shù)論文30余篇，其中以第一或通訊作者身份在Nature, Science, Cell, Nature Immunology, Immunity, Nature Reviews Drug Discovery等雜志發(fā)表論文20余篇，他引3000余次。作為一支年輕朝氣、熱愛科研、勇于挑戰(zhàn)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，課題組熱忱歡迎有理想、有激情、踏實(shí)認(rèn)真并樂于探索病原微生物及免疫未知世界的博士后、博士及研究生聯(lián)系加入！

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來源：中國科學(xué)院上海巴斯德研究所