IKK抑制RIPK1介导的细胞死亡效应机制研究

　　肿瘤坏死因子（TNF-a）是一类促炎性细胞因子，关于它的功能与分子机制已经有十分完善的研究结果。TNF作用于细胞膜上的受体TNFR1从而引发一系列的细胞内信号转导过程，从而引起细胞的炎性反应或者细胞死亡。在TNF信号通路中，转录因子NF-kB起着不可或缺的作用：正是NF-KB的激活导致的下游一系列基因的表达使得细胞进入炎性状态。在NF-kB上游有一类起着调节作用的蛋白激酶复合体叫做IKK，它由三个蛋白亚基组成：IKKα，IKKβ，IKKγ。其中，IKKγ起着调节IKK复合体活性的作用。

　　TNFR1激活后会形成同源三聚复合体，并且能够吸引下游的蛋白（TRADD,RIPK1，TRAF2，cIAP1/2）形成蛋白复合体cIAP1/2是E3泛素连接酶，它们能够将RIPK1特定位点泛素化，泛素化后的RIPK1能够进一步募集NEMO（IKKγ）并将其也泛素化；另外，泛素化的RIPK1也能够募集TAB2/3与下游激酶TAK1，TAK1最终将IKK磷酸化并激活，引起信号的释放。NF-kB能够促进一些抗凋亡基因的表达，比如c-FLIP，从而抑制TNFR1信号本身导致的凋亡效应。

　　目前已知的RIPK1引起的细胞死亡主要包括由FADD-caspase8复合体转导的细胞凋亡与RIPK3-MLKL复合体介导的细胞坏死。虽然我们已经清楚RIPK1的泛素化最早是由cIAP引起的，但激活后的RIPK1如何调控细胞死亡的分子机制目前并不清楚。针对这一问题，来自比利时的Mathieu J.M. Bertrand课题组进行了相关研究，其结果发表在最新一期的《Molecular Cell》杂志上。

　　首先，作者利用NEMO-/-/WT小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)作为研究对象，分别进行TNF-a/TNF-a+Nec1（一种RIPK1抑制剂）/对照处理，并比较其细胞死亡情况。结果显示，相比于野生细胞，NEMO敲除后的细胞对于TNF-a的刺激凋亡效应十分明显，这说明NEMO有着保护细胞免受TNF-a致死效应的作用。

　　另外，作者发现在TNF-a与Nec-1联合刺激的情况下，细胞死亡的程度明显降低，这一结果暗示了TNF-a引起的细胞死亡与RIPK1有关。由于NEMO的主要作用是调节IKKα与IKKβ的活性，作者猜测是否这两个亚基也参与了这一调控过程。之后，作者以IKKα-/-与IKKβ-/-MEF作为对象进行了相同的刺激实验，结果显示，单独敲除任何一个亚基对于TNF-a的刺激的致死效应都不够明显。作者比较了IKKα-/ -IKKβ-/-双敲的MEF，得到了与NEMO-/-相似的实验结果。这些结果表明的确IKKα与IKKβ能够抑制RIPK1介导的细胞凋亡。

　　由于IKKα与IKKβ是丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶，作者猜测是否这一保护作用依赖于它们的激酶活性。因此，作者利用物种不同类型的IKK酶活抑制剂进行处理，并进行上述刺激。结果显示，药物处理后的细胞在TNF-a的刺激下展现出类似于IKK敲除的致死效应。这一结果表明IKK的保护作用依赖于它的激酶活性。所以作者希望了解IKK的这一作用是否依赖于其下游的NF-KB的活性。作者通过放线菌酮预处理抑制了NF-kB下游基因的表达，实验结果与上述并无太大区别。这一结果证实了IKK的作用不依赖于NF-KB的活性。

　　那么IKK是如何影响RIPK1引导的细胞死亡事件的呢？之前的研究我们知道IKK与RIPK1存在物理作用。结合IKK的激酶属性，作者们猜想IKK可能会磷酸化RIPK1从而抑制RIPK介导的死亡信号。通过生化实验，作者发现在野生状态下RIPK1存在磷酸化的状态，这种状态犹豫有高度泛素化的存在因而难以察觉。而在利用NEC-1抑制RIPK1本身激酶活性之后这一磷酸化并未消失，说明RIPK1的磷酸化不是由于自身磷酸化作用造成的。作者发现在IKK活性受损的条件下RIPK1的磷酸化同时受到了影响。这些结果说明RIPK1的磷酸化是由IKK催化导致的。随后，作者通过一系列蛋白互作实验证实：在RIPK1磷酸化的状态下，RIPK1难以与FADD-caspase8形成稳定的复合体，因而难以介导凋亡的发生。

　　最后， 作者通过小鼠试验也证明IKK的活性直接影响了RIPK1介导的细胞死亡的事件，并且证明这一效应不依赖于IKK下游的NF-KB的活性。

　　综上，作者通过一系列实验说明在TNFR1下游复杂的信号传递过程中，IKK可以不依赖于下游的NF-KB而直接抑制RIPK1介导的细胞凋亡事件的发生。