APIP通过结合TRAF6调控经典NLRP3与非经典Caspase-11/4炎症小体活化的新机制及其在全身性炎症中的作用

《Nature Communications》：APIP regulates the priming of canonical NLRP3 and non-canonical Caspase-11/4 inflammasomes by binding to TRAF6

本研究针对炎症性疾病中炎症小体过度激活的调控机制不明的问题，揭示了APIP通过结合TRAF6增强NF-κB和JNK信号通路，从而促进经典NLRP3与非经典Caspase-11/4炎症小体的启动阶段，加剧全身性炎症。该发现为脓毒症等炎症性疾病提供了潜在治疗靶点，发表于《Nature Communications》。

　　

炎症是机体抵御感染的重要防御机制，但过度激活会引发严重疾病，如脓毒症（Sepsis）。脓毒症是由感染导致的全身性炎症反应综合征，死亡率高，目前缺乏有效治疗手段。在炎症反应中，巨噬细胞作为关键免疫细胞，通过炎症小体（Inflammasome）识别病原信号并激活 caspase-1，促进白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎因子释放和焦亡（Pyroptosis），从而清除病原体。然而，炎症小体过度活化会导致组织损伤，因此其精确调控机制成为研究热点。

APIP（Apaf-1-interacting protein）此前已知在细胞凋亡、代谢和癌症中发挥作用，但其在炎症小体调控中的作用尚不明确。基因组关联分析（GWAS）研究发现，APIP基因附近的单核苷酸多态性（SNP）与脓毒症易感性相关，提示APIP可能参与炎症调控，但具体机制未被阐明。本研究通过多种基因工程小鼠模型和细胞实验，系统揭示了APIP在经典NLRP3与非经典Caspase-11/4炎症小体活化中的关键作用，并阐明了其通过TRAF6信号通路调控炎症的分子机制。

研究主要采用以下关键技术方法：

1. 1.
   基因工程小鼠模型：构建髓系细胞特异性Apip条件性敲除（Apip cKO）和APIP转基因（APIP^TG/+）小鼠，用于体内外炎症模型分析；
2. 2.
   细胞炎症模型：使用骨髓来源巨噬细胞（BMDM）、人源巨噬细胞及细胞系（J774A.1、THP-1），通过LPS、ATP、尼日利亚霉素等刺激激活炎症小体；
3. 3.
   分子互作与信号通路分析：通过免疫共沉淀（Co-IP）、蛋白质印迹、qRT-PCR、ASC寡聚化及斑点形成实验等，验证APIP与TRAF6的结合及其对NF-κB、JNK通路的调控；
4. 4.
   体内炎症模型：采用LPS诱导的内毒素血症和粪便悬液注射（FSI）脓毒症模型，评估APIP对全身性炎症的影响。

APIP促进NLRP3炎症小体活化

通过对比Apip cKO与对照小鼠的BMDM，发现APIP缺失显著降低LPS和ATP刺激后的IL-1β分泌、caspase-1活化及焦亡水平，而APIP过表达则增强这些反应。进一步实验表明，APIP缺失抑制ASC寡聚化和NLRP3-ASC相互作用，而APIP过表达促进上述过程。

APIP调控非经典炎症小体活性

在Pam3CSK4预刺激后转染LPS激活caspase-11非经典炎症小体的实验中，Apip cKO BMDM的细胞死亡和GSDMD切割减弱，而APIP^TG/+BMDM中增强。APIP通过调控caspase-11/4的表达影响非经典炎症小体通路。

APIP通过TRAF6-TAK1轴启动炎症小体

APIP与TRAF6直接结合，并通过其N端结构域增强TRAF6的K63连锁泛素化，激活下游TAK1-NF-κB/JNK信号。抑制TAK1（Takinib）或JNK（SP600125）可逆转APIP对炎症小体的促进作用。

APIP在全身性炎症模型中的关键作用

在LPS诱导的内毒素血症和FSI脓毒症模型中，Apip cKO小鼠死亡率降低、体温维持更好、血清IL-1β和TNF水平下降，而APIP^TG/+小鼠呈现相反表型。抑制TRAF6（C25-140）或NLRP3（MCC950）可阻断APIP的促炎效应。

结论与意义

本研究首次阐明APIP通过结合TRAF6调控经典与非经典炎症小体的核心机制，并证实其在脓毒症等全身性炎症中的关键作用。APIP作为炎症小体活化的正向调控因子，其抑制剂可能为过度炎症性疾病提供新治疗策略。研究结果不仅修正了此前关于APIP抑制焦亡的观点，还通过多模型验证强调了APIP-TRAF6轴在炎症疾病中的临床潜力。