2016年7月20日 訊 /生物谷BIOON/ --RIPK1與RIPK3是同源的兩類絲氨酸/蘇氨酸激酶，它們是介導細胞壞死性凋亡的關鍵元件。此外，一系列天然免疫受體，例如TNFR1、IFNR以及TLR等等的激活也會引起RIPK1與RIPK3的激活。有研究表明這些刺激能夠在體外條件下引起細胞的壞死性凋亡，而caspase 8，細胞凋亡的關鍵分子，能夠抑制這一過程的發生。大量研究證明TNF-a的刺激能夠引發細胞壞死性凋亡，其中RIPK3的激活具有關鍵的作用。RIPK3能夠與RIPK1結合形成「壞死性小體」這一結構能夠導致下遊MLKL的激活，後者是細胞裂解與壞死的關鍵調節因子。
與RIPK1、RIPK3引發的細胞死亡信號通路不同，目前有一些研究也表明兩類激酶能夠直接促進炎症信號的激活。在巨噬細胞中，天然免疫受體TLR3與TLR4激活後，如果有Z-vad（caspase激酶抑制劑）的存在，那麼RIPK1、RIPK3以及MLKL的活性將得到釋放。對於天然免疫信號來說，TLR4受到LPS刺激引起的炎性基因的表達是重要的組成部分。而由於RIPK1、RIPK3引起促炎性效應與致死效應本身難以分離，因此促炎性效應同樣值得研究。
針對這一問題，來自美國tufts大學的Alexei Degterev課題組進行了深入研究，相關結果發表在最近一期的《Immunity》雜誌上。
首先，作者對小鼠的BMDM進行刺激，在此基礎上通過Z-VAD抑制了caspase激酶的活性。通過檢測，作者發現這一處理能夠有效激活RIPK1與RIPK3的活性。而兩類激酶的激活能夠引發下遊多種炎性基因的表達。此外，作者同樣檢測到了細胞壞死性凋亡的發生。
由於TLR4的二聚化能夠招募胞內的TRIF以及MyD88，從而啟動下遊的信號。Trif本身能夠與RIPK1以及RIPK3結合。為了研究兩類激酶引發的炎性基因的表達是否需要依賴Trif的參與，作者分別使用Pam3CSK4（只招募MyD88）以及poly（I:C）（只招募Trif）進行刺激。結果顯示：caspase的抑制訥訥夠提高LPS以及Poly（I:c）引起的細胞因子的釋放，然而Pam3CSK4的刺激卻沒有上述效應。這一結果表明RIPK1與RIPK3特異性的依賴Trif結合蛋白。
進一步，作者抑制了MLKL的活性，使得RIPK激酶激活後引發的細胞壞死性凋亡通路阻斷。結果表明，MLKL活性的抑制並不會阻斷促炎性因子的表達。這一結果表明RIPK激酶引發的促炎性反應並不依賴細胞壞死信號通路。之後，作者證明了NF-kB參與了RIPK激酶引發的促炎性因子的表達。
最後，作者通過體內試驗證明LPS引起的促炎性反應需要RIPK1以及RIPK3的存在，但並不依賴MLKL蛋白。(生物谷Bioon.com）
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DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2016.06.007
PMC:
PMID:
RIPK1 and RIPK3 Kinases Promote Cell-Death-Independent Inflammation by Toll-like Receptor 4
Malek Najjar, Danish Saleh, Matija Zelic, Shoko Nogusa, Saumil Shah, Albert Tai, Joshua N. Finger, Apostolos Polykratis, Peter J. Gough, John Bertin, Michael J. Whalen, Manolis Pasparakis, Siddharth Balachandran, Michelle Kelliher, Alexander Poltorak, Alexei Degterev
Macrophages are a crucial component of the innate immune system in sensing pathogens and promoting local and systemic inflammation. RIPK1 and RIPK3 are homologous kinases, previously linked to activation of necroptotic death. In this study, we have described roles for these kinases as master regulators of pro-inflammatory gene expression induced by lipopolysaccharide, independent of their well-documented cell death functions. In primary macrophages, this regulation was elicited in the absence of caspase-8 activity, required the adaptor molecule TRIF, and proceeded in a cell autonomous manner. RIPK1 and RIPK3 kinases promoted sustained activation of Erk, cFos, and NF-κB, which were required for inflammatory changes. Utilizing genetic and pharmacologic tools, we showed that RIPK1 and RIPK3 account for acute inflammatory responses induced by lipopolysaccharide in vivo; notably, this regulation did not require exogenous manipulation of caspases. These findings identified a new pharmacologically accessible pathway that may be relevant to inflammatory pathologies.