Cell?Rep丨闡明MINDY2調控TNF-α誘導細胞死亡的分子機制

腫瘤壞死因子 α （ TNF- α ）是調控細胞命運的關鍵細胞因子，其誘導的細胞死亡（包括凋亡和壞死性凋亡）在炎癥調控、胚胎發育及組織穩態維持等生理病理過程中發揮重要作用。 在 TNF- α 刺激 下 ， TNFR1 迅速募集 T RADD 、 TRAF2 和 RIPK1 等形成復合物 I 。在復合物 I 中， RIPK1 發生泛素化并募集下游信號分子，從而激活 NF- κ B 和 MAPK 通路 ，促進生存 和發育 。 當 RIPK1 去泛素化并從復合物 I 解離后，其與 FADD 及 Caspase-8 形成復合物 II 以啟動細胞凋亡 。當 Caspase-8 活性被抑制， RIPK1 可與 RIPK3 結合 形成壞死小體（ necrosome ）， 壞死小體招募并磷酸化 MLKL ，磷酸化的 MLKL 發生寡聚化并轉位至質膜，破壞膜完整性，最終導致壞死性凋亡【1-5】。 越來越多的證據表明，泛素化與去泛素化的動態平衡對精確控制 RIPK1 的活化狀態和細胞命運決定至關重要。 然而，人們目前對是否還有其他 E3 連接酶或 DUBs 參與這一過程仍了解有限。

近日，福建醫科大學李立勝團隊和廈門大學林娟團隊在Cell Reports雜志發表了題為 Deubiquitinating enzyme MINDY2 regulate s TNF-α-induced cell death by targeting RIPK1 的研究文章 ，系統闡明了去泛素化酶MINDY2調控TNF-α誘導細胞死亡的分子機制。研究發現， MINDY2 通過去除 RIPK1 的泛素化修飾，削弱 TNFR1 對 RIPK1 的募集，進而抑制復合物 I 信號通路及下游 RIPK1 依賴性凋亡與壞死性凋亡。動物實驗表明 MINDY2 缺失加重 TNF- α 誘導的全身炎癥反應綜合征（ Systemic Inflammatory Response Syndrome ， SIRS ）。 這項研究不僅揭示了 MINDY2 作為 RIPK1 依賴性細胞死亡關鍵內源性檢查點的新角色，完善了 TNF- α 信號通路的精細調控網絡，也為 TNF- α 介導的炎癥性疾病提供了潛在治療靶點。

研究團隊首先 構建了一個包含 369 種泛素化修飾酶的基因表達文庫 ，通過篩選發現 MINDY 家族去泛素化酶中的兩個成員， MINDY1 和 MINDY2 ，均以劑量依賴的方式抑制壞死性凋亡 ， 且 MINDY2 對 TNF- α 誘導的壞死性凋亡表現出較 MINDY1 更強的抑制活性。功能驗證顯示， MINDY2 缺失特異性促進 RIPK1 依賴的壞死性凋亡與凋亡，但不影響 RIPK1 非依賴性細胞 死亡 ；且該調控作用依賴于其酶活性。

進一步 機制 研究表明 ， MINDY2 結合 RIPK1 并通過其酶活性催化后者去泛素化 。先前的研究表明 RIPK1 K612 位點的泛素化會促進 TNF-α 誘導 的細胞死亡 6 ， 作者發現 MINDY2 通過 去除 RIPK1 K612 泛素化 來抑制 死亡結構域 介導 的 TNFR1-RIPK1 相互作用以及 RIPK1 的同源相互作用。 綜上， MINDY2 通過調控 RIPK1 的泛素化狀態，進而調節 RIPK1 依賴性的壞死性凋亡與細胞凋亡。

為進一步驗證 MINDY2 在生理病理條件下的功能相關性， 該 研究構建了 TNF- α 誘導的全身炎癥反應綜合征（ SIRS ）小鼠模型，其組織損傷與 TNF- α 驅動的 RIPK1 依賴性細胞死亡密切相關。研究發現， MINDY2 基因缺失顯著加重 TNF- α 誘導的小鼠低體溫、生存率下降及腸道細胞死亡和組織損傷， 而 預先給予 RIPK1 激酶抑制劑 Nec-1 可有效逆轉上述病理表型，提示 MINDY2 在體內通過抑制 RIPK1 依賴性細胞死亡發揮 對 過度炎癥反應的保護作用。

綜上所述，這項工作系統闡明了 MINDY2 在體外和體內調控 TNF- α 誘導細胞死亡的分子機制，不僅豐富了對泛素化修飾調控 TNF- α 信號通路網絡的理解，更為炎癥性疾病的治療提供了潛在靶點。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124726002123

制版人：十一

參考文獻

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