NIBS邵峰博士Nature发表免疫新文章

　　

生物通报道  来自北京生命科学研究所的研究人员证实，炎症caspases是细胞内脂多糖（LPS）的天然免疫受体。这一研究发现发表在8月6日的《自然》（Nature）杂志上。

文章的通讯作者是北京生命科学研究所邵峰（Feng Shao）研究员，邵峰研究组主要研究方向为在病原细菌感染宿主和宿主先天性免疫防御的分子机制，曾发表多篇Nature，Science，Cell杂志文章（延伸阅读：NIBS邵峰博士Nature发表最新免疫学成果 ）。

LPS是所有革兰氏阴性菌细胞壁外膜上的主要结构成分，其对于细胞的生长和活力至关重要，是革兰氏阴性菌的主要致病因子。LPS可触发强烈的免疫反应，由失控性炎症导致的过度LPS可引起感染性休克

Caspase家族是一类与细胞凋亡和炎症反应重要相关的蛋白酶，该家族14个成员之间同源性很高，结构相似。根据结构和功能的不同，可把Caspase家族分为三类：凋亡启动组、凋亡执行组和炎症反应组。炎症反应组由人源Caspase-1、Caspase-4、Caspase-5及鼠源Caspase-11、Caspase-12组成，称为炎症Caspase。

小鼠中的caspase-11非经典炎性体(inflammasome)可响应胞质LPS感知包括大肠杆菌、伤寒沙门菌、嗜肺军团菌和伯克氏菌在内的各种细菌感染。Caspase-11激活在内毒素性休克和败血症中起着重要的作用。1型干扰素(IFN)和IFN诱导的鸟苷酸结合蛋白(guanylate-binding protein, Gbp)可分别通过促进caspase-11转录以及包含细菌的空泡溶菌，来推动caspase-11介导的天然免疫。然而到目前为止尚不了解在人体中起作用的胞内LPS感知信号通路，以及LPS激活非经典炎性体的机制。

在这篇Nature新文章中研究人员证实，在胞质传送LPS的情况下人类单核细胞、上皮细胞和角化细胞经历了坏死（necrosis）。人类caspase-4介导了LPS诱导的细胞毒作用。人类caspase-4与小鼠同源物caspase-11（caspase-4/11），以及人类caspase-5可以高度特异性和亲和力直接结合LPS和脂质A。在炎症坏死（pyroptotic）细胞中LPS与内源性的caspase-11相结合。

研究人员发现当与LPS结合时，从昆虫细胞中纯化出的caspase-4/11发生寡聚化，导致了caspases激活。球形红杆菌未酰化（Underacylated）的脂质Iva和脂多糖(LPS-RS)可以结合caspase-4/11，但却无法诱导它们寡聚化以及激活。他们证实LPS结合是由caspase的CARD结构域所介导。结合缺陷CARD结构域点突变caspase无法响应LPS发生寡聚化或激活，在LPS电穿孔或细菌感染时也不能诱导炎症坏死(pyroptosis)。

由此，新研究确定了caspase-4/5/11的功能机制，为我们提供了一个免疫模式识别的新模型，并揭示了caspase激活的一种全新途径。

（生物通：何嫱）

作者简介：

邵峰 博士
北京生命科学研究所高级研究员

教育经历
1996年 北京大学技术物理系应用化学专业学士
1999年 中国科学院生物物理所分子生物学硕士
2003年 美国密西根大学医学院生物化学博士

工作经历
2009-present 北京生命科学研究所高级研究员
2005-2009年 北京生命科学研究所研究员
2004-2005年 哈佛大学医学院博士后
2003-2004年 美国加洲大学圣地亚哥分校医学院博士后

研究兴趣：病原细菌感染宿主和宿主先天性免疫防御的分子机制。

生物通推荐原文摘要：

Inflammatory caspases are innate immune receptors for intracellular LPS

The murine caspase-11 non-canonical inflammasome responds to various bacterial infections. Caspase-11 activation-induced pyroptosis, in response to cytoplasmic lipopolysaccharide (LPS), is critical for endotoxic shock in mice. The mechanism underlying cytosolic LPS sensing and the responsible pattern recognition receptor are unknown……