RIP3是TNFα-诱导性细胞坏死途径的关键调控蛋白

摘要

细胞死亡对于多细胞生物体的发育和自稳平衡起着至关重要的作用。细胞凋亡是生理情况下最主要的程序性细胞死亡方式，而细胞坏死曾被认为是一种被动的意外死亡，但是，最近很多证据表明，细胞坏死也是受到调控的，并参与缺血性心脑血管疾病和神经退行性等疾病的发生。因此，阐明程序性坏死的分子机制和研发有效的抑制剂将为制定有效的治疗策略提供强有力的科学依据。 肿瘤坏死因子TNFα是一个多效性细胞因子，参与调节炎症反应、细胞凋亡和坏死等。本实验室已经发现Smac/Diablo蛋白的类似物Smac mimetic能诱导TNFα—依赖性细胞凋亡，此途径需要激酶RIPK1的参与。有趣的是，当细胞凋亡受到caspase抑制剂zVAD阻止时，Smac mimetic能诱导一些细胞发生依赖于TNFα和RIPK1的细胞坏死。 本文利用高通量RNAi筛选技术鉴定了RIPK1的同家族蛋白RIP3是调控TNFα—诱导性细胞坏死的关键蛋白，其激酶活性是必不可少的。在受到坏死信号刺激时，一个包含有RIP3和RIPK1的蛋白复合体会被诱导形成。过量表达的激酶死亡突变体会与内源性RIPK1相结合从而抑制细胞坏死途径。本文还发现RIP3只在一些细胞中选择性表达，其表达跟TNFα—诱导性细胞坏死密切相关，但不参与TNFα诱导的细胞凋亡途径。而且，异位表达RIP3使得对TNFα—诱导性细胞坏死有抗性的细胞转变成敏感型细胞。本文还建立了RIP3基因敲除小鼠用于RIP3—依赖性细胞坏死的生理学意义。同样的，RIP3—/—MEF也表现出对TNFα—诱导性细胞坏死的抗性。在雨蛙素诱导的小鼠急性胰腺炎模型中，RIP3基因的敲除显著地减少了胰腺细胞的坏死，有效降低了胰腺组织的损伤。这些发现表明RIP3是TNFα—诱导性细胞坏死途径的关键调控蛋白，并可成为新的药物靶点，为相关疾病的治疗提供新的思路。 此外，对20万个化合物进行高通量筛选寻找细胞坏死途径的抑制剂，由此发现超过20个化合物可通过干扰信号途径的不同阶段从而有效的抑制TNFα—诱导性细胞坏死。这些化合物应用前景广泛，对其作用靶点的鉴别将有利于揭示细胞坏死途径中新的调控蛋白，而且在动物疾病模型上的深入研究还将促进有效药物的开发，为相关疾病的治疗提供新的手段。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：略缩表

第一章前言

第一节细胞凋亡

一、细胞凋亡途径

二、细胞凋亡的调控

第二节细胞坏死

一、细胞坏死的途径

二、细胞坏死途径的调控

第二章RIP3是TNFα-诱导性细胞坏死途径中的关键调控蛋白

第一节实验方法和材料

第二节实验结果

一、Smac mimetic在caspase抑制物zVAD存在的条件下诱导细胞坏死

二、Smac Mimetic和zVAD诱导的细胞坏死依赖于TNFα和激酶RIPK1

三、应用高通量RNAi筛选技术研究TNFα-诱导性细胞坏死途径

四、RIP3及其激酶活性对TNFα-诱导性细胞坏死的重要调控作用

五、RIP3不影响TNFα-诱导性细胞凋亡

六、RIP3的选择性表达导致细胞对坏死刺激的敏感性差异

七、RIP3的异位表达将对TNFα-诱导性细胞坏死有抗性的细胞转变成敏感型细胞

八、RIP3激酶死亡突变体表现出显性负突变效应

九、内源性RIPK1和RIP3被诱导形成蛋白复合体参与细胞坏死

十、RIPK1和RIP3在坏死途径中的磷酸化修饰依赖于RIP3的激酶活性

十一、RIP3在细胞坏死途径中的细胞内定位

十二、RIP3-/-小鼠胚胎成纤维细胞表现出对TNFα-诱导性细胞坏死的抗性

十三、RIP3基因的敲除显著地减轻了小鼠急性胰腺炎模型的损伤。

第三章筛选抑制TNFα-诱导性细胞坏死的化合物

第一节实验方法和材料

第二节实验结果

一、高通量筛选TNFα-诱导性细胞坏死的化学抑制剂

二、抑制剂对RIPK1/RIP3蛋白复合体和RIP3磷酸化的调控

第四章讨论

一、RIP3是将TNFα诱导的细胞凋亡途径转换到坏死途径的重要开关

二、RIP3在细胞坏死途径中的作用机制

三、RIP3依赖性细胞坏死的生理学和病理学意义

四、细胞坏死途径抑制剂的应用前景

参考文献

致谢