Peranan NLR dalam Pengawalseliaan Isyarat Interferon Jenis I, Pertahanan Hos Dan Toleransi Terhadap Keradangan Bahagian 1

Abstrak:

Isyarat interferon jenis I menyumbang kepada perkembangan tindak balas imun semula jadi dan adaptif terhadap virus, kulat atau bakteria. Walau bagaimanapun, amplitud dan masa tindak balas interferon adalah sangat penting untuk mencegah hasil yang tidak memuaskan, atau kerosakan tisu. Walaupun beberapa patogen mengembangkan strategi untuk mengganggu kualiti isyarat interferon, terdapat bukti yang semakin meningkat bahawa laluan ini boleh dikawal oleh beberapa ahli keluarga reseptor seperti Nod (NLR), walaupun mekanisme yang tepat untuk kebanyakannya masih sukar difahami.

NLR terdiri daripada keluarga kira-kira 20 protein dalam mamalia, yang mampu mengesan produk mikrob serta isyarat endogen yang berkaitan dengan kecederaan tisu. Di sini kami memberikan gambaran keseluruhan pemahaman semasa kami tentang fungsi NLR tersebut dalam tindak balas interferon jenis I dengan fokus pada jangkitan virus. Kami membincangkan bagaimana peraturan interferon jenis I yang dimediasi NLR boleh mempengaruhi perkembangan auto-imuniti dan tindak balas imun terhadap jangkitan.

Interferon jenis I ialah pengawal selia imun yang penting, yang memainkan peranan penting dalam mengekalkan kesihatan dan fungsi normal sistem imun. Dalam proses tindak balas imun, interferon jenis I boleh merangsang penyingkiran faktor eksogen seperti tumor malignan dan patogen berjangkit, dan meningkatkan keupayaan pertahanan imun badan. Pada masa yang sama, interferon jenis I juga boleh mendorong apoptosis sel tumor dan menghalang percambahan sel tumor, jadi ia mempunyai nilai aplikasi klinikal yang penting dalam rawatan tumor.

Di samping itu, interferon jenis I juga boleh merangsang fungsi pelbagai sel imun, seperti meningkatkan aktiviti pembunuhan makrofaj dan sel NK, menggalakkan pembezaan, percambahan, dan pengaktifan sel B dan sel T, dan mengawal selia interaksi antara sel imun. , dengan itu menyelaraskan tindak balas keseluruhan sistem imun. Oleh itu, interferon jenis I memainkan peranan penting dalam mengekalkan kesihatan badan, mencegah dan merawat penyakit berkaitan imun.

Ringkasnya, interferon jenis I berkait rapat dengan imuniti dan memainkan peranan dalam menggalakkan pertahanan imun badan dan merawat penyakit berkaitan imun dengan mengawal fungsi sel imun dan interaksi antara sel imun. Dari sudut pandangan ini, kita perlu meningkatkan imuniti. Cistanche boleh meningkatkan imuniti. Cistanche kaya dengan pelbagai bahan antioksidan, seperti vitamin C, vitamin C, karotenoid, dll. Bahan-bahan ini boleh menghilangkan radikal bebas, mengurangkan tekanan oksidatif, dan meningkatkan imuniti. rintangan sistem.

Klik manfaat cistanche tubulosa

Kata kunci:

Reseptor seperti NOD; Interferon; imuniti semula jadi; peraturan imun; jenis I interferon; antivirus; memberi isyarat.

1. Interferon Jenis I

Interferon (IFNs) adalah kumpulan protein heterogen yang boleh dikelaskan kepada tiga keluarga (Jenis I, II, dan III) berdasarkan fungsi dan ciri yang berbeza [1]. Keluarga IFN manusia jenis I terdiri daripada 5 subkumpulan: IFN- , - , -κ, -ε, dan -ω [2–4], manakala kumpulan IFN jenis II hanya mengandungi IFN- [3]. IFN Jenis III terdiri daripada empat protein IFN-λ [5,6].

Semakan ini akan menumpukan pada peraturan IFN jenis I oleh ahli keluarga reseptor seperti Nod (NLR), dan dalam kelas ini pada ahli IFN- dan IFN- yang paling menonjol dan terbaik dipelajari.

IFN Jenis I semuanya mengikat kepada reseptor heterodimerik biasa yang terdiri daripada subunit IFN- / R1 (IFNAR1) dan IFN- / R2 (IFNAR2) [7-9], yang dinyatakan pada kebanyakan jenis sel. Pengikatan IFN jenis I kepada reseptornya menyebabkan dimerisasi subunit reseptor [10], pengaktifan pantas subunit R2 yang berkaitan dengan Janus kinase 1 (JAK1) [11,12], dan seterusnya induksi laluan JAK-STAT [13]. Tyrosine kinase auto-phosphorylates dan tambahan pula memfosforilasi sisa-sisa tertentu dalam tapak interaksi domain intraselular reseptor, mendedahkan transduser isyarat dan pengaktif transkripsi (STAT) mengikat poket [14].

Selepas mengikat protein STAT melalui domain Src-homology 2 (SH2) mereka, STAT mendapat fosforilasi oleh JAK1 yang diaktifkan, yang membawa kepada pemisahan mereka dari reseptor. IFN- mendorong pembentukan heterodimer STAT1/STAT2 [15], yang boleh mengaitkan lagi dengan faktor pengawalseliaan interferon 9 (IRF9), dan seterusnya membentuk faktor gen 3 (ISGF3) yang dirangsang IFN [16]. ISGF3 ditranslokasi ke dalam nukleus untuk mengikat elemen tindak balas yang dirangsang interferon (ISRE), mendorong gen tindak balas antivirus [15,17,18]. Tambahan pula, STAT1 boleh membentuk homodimer atau heterodimer dengan STAT3. STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 dan STAT6 membentuk homodimer.

Dimerisasi mendahului translokasi ke dalam nukleus dan pengaktifan gen yang dikawal oleh tapak pengaktifan interferon gamma (GAS) [19-21], menyebabkan tindak balas pro-radang (Rajah 1).

Pengikatan IFN-o kepada reseptornya juga membawa kepada fosforilasi pantas subunitR1 reseptor tyrosine kinase Tyk2 (22-25), yang mengantara isyarat kepada laluan bukan IFN ini mengakibatkan permulaan laluan kinase MAP dan pengaktifan. daripada p38 dan perencatan pertumbuhan seterusnya (26), serta pembentukan semula kromatin apabila translokasi unsur Crebinding (CREB)(27). Tambahan pula, Tyk2 mengaktifkan phosphoinositide-3-kinase (PI3K), mengakibatkan pengaktifan laluan sasaran mamalia rapamycin (mTOR) dan permulaan terjemahan mRNA, serta pengaktifan rantaian cahaya faktorkappa nuklear pro-radang. -penambah' laluan sel B (NF-kB) yang diaktifkan (28).

1.1. Tindak Balas Imun terhadap Jangkitan dan Toleransi Tisu dipengaruhi oleh Tiype I Interferon Response

Virus berinteraksi dengan pelbagai jenis protein dalam sel mamalia, dan evolusinya telah didorong oleh kekangan antivirus dan penyesuaian sel perumahnya. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa evolusi bersama mereka telah menghasilkan mekanisme pengawalseliaan yang sangat canggih mengenai masa dan amplitud tindak balas imun terhadap cabaran virus. Jenis I IFN mempunyai peranan penting dalam mengawal jangkitan virus dan juga terlibat dalam pertahanan patogen lain. Pada tahun 1957, IFN telah ditemui oleh Alick Isaacs dan Lean Lindenmannas sebagai faktor larut dalam supernatan membran korioallantoik, dicabar dengan virus influenza yang tidak diaktifkan haba, yang mengganggu jangkitan virus dalam sel, maka dinamakan interferon"29. jenis I. FN bertindak secara autokrin dan paracrine dan sel pemerhati utama untuk jangkitan virus yang akan datang oleh yang terakhir. Keupayaan mereka untuk menyekat replikasi virus terutamanya didorong oleh pelbagai gen yang dirangsang interferon (ISG). Tambahan pula, IFN jenis I memainkan peranan penting peranan dalam pengaktifan sel yang terlibat dalam pembangunan tindak balas imun adaptif. Di sini IFN jenis I mengambil bahagian dalam kawalan pengembangan dan pembezaan sel dan menentukan tindak balas sitokin dan kemokin sel-sel keturunan limfoid (30).

IFN Jenis I dikaitkan dengan induksi pantas keadaan antivirus selular, dan kebanyakan sel boleh menghasilkannya sebagai tindak balas kepada rangsangan reseptor pengecaman corak (PRR) yang sesuai. Mereka memupuk sel-sel yang dijangkiti, serta sel-sel di sekeliling ke arah keadaan sama ada pertahanan atau toleransi [31]. Kepentingan mereka sebagai faktor perlindungan semasa jangkitan virus telah dibuktikan dengan menunjukkan kerentanan tinggi tikus yang kekurangan reseptor IFNAR1 (Ifnar1−/− tikus) kepada virus stomatitis vesikular (VSV), virus Semliki Forest, virus vaccinia (VACV), dan koriomeningitis limfositik. virus (LCMV) [32]. Tambahan pula, tikus dengan kekurangan STAT1 ditunjukkan sangat mudah terdedah kepada virus influenza [33], seterusnya mengukuhkan kepentingan IFN jenis I dalam tindak balas antivirus. Pada manusia, beberapa bentuk kekurangan STAT1 yang diwarisi dikaitkan dengan kerentanan yang tinggi kepada bakteria dan virus intraselular [34], manakala beberapa mutasi STAT1 keuntungan fungsi bertanggungjawab untuk perkembangan kandidiasis mukokutaneus kronik [35].

Dalam jangkitan bakteria, fungsi IFN jenis I adalah lebih kompleks, kerana ia boleh mempengaruhi pertahanan perumah sama ada secara positif atau negatif [30]. Rawatan IFN jenis I terhadap makrofaj menghasilkan sekatan yang lebih baik bagi replikasi bakteria semasa jangkitan dengan Legionella pneumophilia intraselular atau Bacillus anthracis [36-39]. Tambahan pula, IFN jenis I nampaknya melindungi sel daripada pencerobohan Salmonella enterica subsp. enterica ser. Typhimurium (S. Typhimurium) dan Shigella flexneri, kerana tikus yang dirawat dengan jenis IFN rekombinan menunjukkan pengurangan bilangan bakteria invasif dalam sel epitelium dan meningkatkan kemandirian [40,41]. IFN jenis I menyumbang kepada pengaktifan makrofaj, mengenai pengeluaran nitrik oksida (NO) dan TNF [42]. Walau bagaimanapun, IFN- dan - juga telah dikenal pasti sebagai pengawal selia negatif bagi kebanyakan sitokin dan kemokin, mengatur tindak balas imun terhadap jangkitan bakteria, khususnya untuk Listeria monocytogenes [43,44] dan S. Typhimurium [44,45] (disemak dalam [46]).

Selain bakteria, pengecaman kulat, yang paling penting oleh reseptor lektin jenis C Dectin-1, tetapi juga asid nukleik kulat oleh reseptor seperti Toll 7 (TLR7) dan TLR9 mendorong tindak balas interferon jenis I yang mantap [47,48 ]. Walau bagaimanapun, seperti jangkitan bakteria, interferon jenis I juga boleh menyokong kelangsungan hidup patogen [49].

IFN Jenis I mempunyai kepentingan yang sama dalam mengatur tindak balas imun adaptif terhadap jangkitan melalui peraturan transkrip pelbagai gen sasaran. Terutama, IFN jenis I mendorong dan menyokong pengeluaran IFN jenis II, terutamanya IFN- dalam sel NK secara langsung [50,51], dan menyokong pengeluaran IL-12 dalam sel dendritik (DC) [52]. Mereka boleh meningkatkan lagi tindak balas sel myeloid, sel B, dan sel T apabila jangkitan virus, yang membawa kepada pembersihan virus yang lebih baik dan penubuhan repertoir memori sel T dan B adaptif yang teguh. Dalam pembentangan antigen, IFN- mendorong transkripsi MHC kelas I dan kelas II dengan mendorong ekspresi dua ahli keluarga NLR, pengaktifan caspase dan domain pengambilan (CARD) yang mengandungi 5 (NLRC5) dan MHC kelas II pengaktif transkrip (CIITA), masing-masing. [53,54]. Sementara itu, didapati bahawa ekspresi banyak NLR lain dikawal oleh kedua-dua jenis I dan jenis II IFN. Dalam bahagian berikut, kami menerangkan secara terperinci cara NLR dikawal oleh IFN jenis I dan cara ia memodulasi hasil tindak balas IFN jenis I. Kami membincangkan bagaimana penyahkawalseliaan NLR boleh mengakibatkan kerentanan kepada sama ada jangkitan atau penyakit auto-radang akibat penyebaran patogen atau toleransi tisu yang lebih rendah terhadap kerosakan tekanan

1.2. Induksi Tindak Balas Interferon Jenis I oleh Penderiaan Asid Nukleik

Pengiktirafan corak molekul berkaitan patogen (PAMP) oleh PRR terpelihara evolusi adalah langkah awal untuk memasang tindak balas imun semula jadi yang cepat. Selepas mengesan molekul bukan diri yang berpotensi berbahaya, PRR mengaktifkan set lata isyarat yang ditentukan, yang memuncak dalam induksi keadaan toleransi atau pertahanan dalam sel perumah. Ini membolehkan pengeluaran dan pembebasan sitokin, yang memberi isyarat kepada sel jiran untuk merekrut sel imun untuk memulakan tindak balas imun adaptif tertentu.

PRR disetempat dalam petak subselular yang berbeza. Reseptor seperti tol (TLR), lektin jenis C dan reseptor pemulung meliputi permukaan sel, serta, dalam kes TLR, membran petak endosom. Reseptor seperti NOD (NLR), reseptor seperti RIG-I (RLR) dan sintase GMP-AMP kitaran (cGAS) memantau sitoplasma untuk kerosakan sel atau kehadiran patogen invasif. Pengaktifan reseptor ini menghasilkan induksi atau penindasan rembesan IFN jenis I, yang akan dibincangkan dalam bab berikut dan diringkaskan dalam Rajah 1.

Pengesanan DNA sitosolik terutamanya dimediasi oleh cGAS yang dinyatakan di mana-mana dan ketiadaan protein melanoma 2 (AIM2). Ini bukan sahaja termasuk DNA asing yang diperoleh daripada patogen tetapi juga kromatin sitosol yang terhasil daripada tekanan genotoksik. Walaupun pengaktifan cGAS mendorong IFN jenis I, pengesanan DNA sitosol oleh AIM2 mengakibatkan kematian sel pyroptotic akibat daripada pengaktifan caspase-1 dan pemprosesan serta pelepasan IL matang-1 dan IL{{ 5}} [55].

Mengikat kepada DNA sitosolik menjadikan cGAS dalam keadaan aktif, yang membawa kepada sintesis GMP-AMP kitaran kedua messenger (cGAMP) dengan tulang belakang rantai bercampur (c[G(20,50 )pA(30,50 )p]) , yang seterusnya dirasai oleh protein yang dirujuk sebagai perangsang gen interferon (STING) [56-59], terletak pada membran retikulum endoplasma [60]. Pengaktifan STING membawa kepada translokasinya ke dalam rangkaian Golgi dan mengaktifkan ahli keluarga TRAF yang berkaitan dengan NF-κB activator-binding kinase 1 (TBK1). Selepas autofosforilasi, TBK1 kemudiannya mengaktifkan IRF3 melalui pengikatan langsung [61].

Ini membolehkan dimerisasi, translokasi ke dalam nukleus, dan permulaan transkripsi jenis IFNs. Pengaktifan IRF3 menghasilkan gelombang awal transkripsi dengan IFN- dan IFN- 4 sebagai sasaran transkripsi pusat. Transkripsi IRF7 juga diinduksi kerana membenarkan gelung maklum balas positif yang membawa kepada gelombang kedua rembesan IFN jenis I [62]. STING adalah pengantara penting bagi tindak balas ini kerana kekurangannya menghapuskan pengaktifan IRF3 yang disebabkan oleh cGAS dan induksi IFN [63]. Kekurangan cGAS dalam makrofaj terbitan sumsum tulang tetikus (BMDMs) memudaratkan induksi tindak balas IFN jenis antivirus IFN terhadap virus DNA seperti virus herpes simplex (HSV) 1, VACV dan murine gammaherpesvirus 68, tetapi tidak mempengaruhi tindak balas terhadap virus RNA virus Sendai (SeV) [64,65]. Selain pengaktifan IRF3, STING juga berfungsi sebagai pengaktif NF-κB. Untuk semakan meluas fungsi pengaktifan cGAS-STING, pembaca dirujuk kepada [66].

Kajian dalam sel daripada tikus cGAS−/− telah membuktikan bahawa cGAS ialah penderia DNA utama dalam sel pembentangan antigen, seperti sel dendritik plasmacytoid (pDCs) dan sel dendritik konvensional (cDCs). Kekurangan cGAS dalam sel tersebut menyebabkan mereka tidak bertindak balas terhadap pemindahan DNA dan jangkitan virus DNA [67]. Tindak balas IFN jenis I terhadap asid nukleik ini juga penting sebagai isyarat penyebuan untuk fungsi pemasangan inflammasom AIM2 yang disebabkan oleh DNA [55].

Selain asid nukleik daripada beberapa virus DNA seperti cytomegalovirus [68,69], HSV 1 [67], VACV [67], dan retrovirus [70], cGAS juga merupakan sensor untuk DNA mikrob daripada bakteria invasif dan protozoan seperti L. monocytogenes [71–73], Chlamydia trachomatis [74], Mycobacterium tuberculosis [75–77], Toxoplasma gondii [78], dan Leishmania major [79].

Keluarga penderia RNA sitosol yang paling penting ialah keluarga reseptor seperti RIG-I (RLRs), yang terdiri daripada protein gen I yang boleh diinduksi asid retinoik (RIG-I), protein yang berkaitan dengan pembezaan melanoma 5 (MDA5), dan makmal. genetik dan fisiologi 2 (LGP2). Protein ini boleh merasakan 5-di- dan tri-fosfat utama bagi RNA beruntai dua (ds) hujung tumpul pendek oleh RIG-I, atau dsRNA panjang oleh MDA5 [80]. Ketiga-tiga protein mengandungi domain kotak DExD / H dengan fungsi ATPase, yang penting untuk pengikatan RNA. RIG-I dan MDA5 seterusnya mengandungi dua KAD. Domain N-terminal ini bertanggungjawab untuk isyarat hiliran selanjutnya dengan mengikat domain CARD protein isyarat antiviral mitokondria (MAVS). Domain C-terminal RIG-I berfungsi sebagai domain perencatan, mengekalkan protein dalam keadaan tidak aktif sehingga ia mengikat RNA dan perubahan konformasi diinduksi [81].

Selepas pengikatan spesies RNA sitosolik yang berbeza, kedua-dua MDA5 dan RIG-I tertakluk kepada K63-ubiquitination berkait, kedua-duanya melalui lampiran kovalen dan bukan kovalen [82]. Sama ada RIG-I, protein yang mengandungi motif tiga pihak 25 (TRIM25) [82] atau Riplet [83,84] boleh berfungsi sebagai ligase ubiquitin E3. Proses ini membolehkan RIG-I kepada homotetrameric [85] dan menyetempatkan kepada MAVS pada membran mitokondria luar yang memulakan oligomerisasinya [86]. Multimerisasi MAVS ini menghasilkan pengaktifannya dan membolehkan pengambilan protein penyesuai hiliran tambahan TRAF2, TRAF6, dan TRADD [87,88]. Selepas itu, TRAF3 [89] dan TANK [90] direkrut untuk memudahkan pengaktifan TBK1 dan IKKε, yang kemudian memfosforilasi faktor transkripsi IRF3 dan IRF7. Pengaktifan kedua-dua faktor tersebut membolehkan homodimerisasi dan translokasi mereka ke dalam nukleus di mana mereka memulakan transkripsi jenis I dan jenis III IFNs [91-94]. LGP2 tidak mengandungi domain KAD dan oleh itu dicadangkan untuk tidak berfungsi dalam isyarat, sebaliknya sebagai pengawal selia fungsi RIG-I atau MDA5 [95].

1.3. Induksi Tindak Balas Interferon Jenis I oleh TLR Terikat Membran

Walaupun kebanyakan ahli keluarga TLR TLR boleh mengaktifkan lata isyarat NF-κB oleh MyD88, IFN jenis I diinduksi oleh TLR melalui pengaktifan TRIF [96]. Di antara TLR tersebut, TLR4 telah terbukti sebagai pendorong terpenting bagi IFN jenis I. Pengiktirafan LPS, atau beberapa protein virus, membawa kepada pengaktifan TRIF. TRIF kemudiannya boleh dikaitkan secara langsung dengan TBK1, mendorong pengaktifan dan translokasi IRF3 ke dalam nukleus seperti yang diterangkan di atas [97,98]. Selanjutnya, TLR3, yang juga memberi isyarat melalui TRIF, dan TLR7 dan TLR9 adalah inducer tindak balas IFN [98]. TLR7 dan TLR9, terutamanya dinyatakan dalam pDC yang mana ia mendorong ekspresi IFN jenis I dalam{14}}cara bergantung kepada MyD. pDC secara konstitutif menyatakan IRF7, dan telah ditunjukkan bahawa MyD88 boleh membentuk kompleks dengan IRF7 untuk mencetuskan aktiviti pengaktifan dan transkripnya [99,100]. Untuk semakan yang lebih komprehensif tentang isyarat imun yang disebabkan oleh TLR, lihat [101,102].

1.4. Induksi Tindak Balas Interferon oleh NLR

Selain TLR terikat membran dan RLR sitosol, keluarga protein reseptor seperti NOD (NLR) ialah kumpulan lain PRR sitosol. Dalam mamalia, sejumlah 22 NLR manusia telah diterangkan [103]. NLR dicirikan oleh motif tripartit biasa, yang terdiri daripada domain pengikat dan oligomerisasi nukleotida pusat (NACHT), ulangan kaya leucine (LRR) terminal-C dan domain efektor terminal-N yang berubah-ubah. Mengikut domain effector mereka, NLR dikategorikan ke dalam subkumpulan yang berbeza: CARD-transkripsi dan domain pengaktifan (CARD-AD) yang mengandungi NLRA, domain perencat baculovirus apoptosis (BIR) yang membawa NLRB, pengaktifan caspase dan domain pengambilan (CARD) yang mengandungi NLRC dan pyrin domain (PYD) yang mengandungi NLRP [104]. NLRX1 mengandungi domain N-terminal yang tidak konvensional, yang tidak berkongsi homologi dengan domain N-terminal ahli keluarga protein yang lain. Ia lebih unik kerana ia mengandungi jujukan penyetempatan mitokondria (MLS) [105].

NOD1 dan NOD2 adalah ahli pengasas dan pemberi nama keluarga protein ini [106-108]. NOD1 dan NOD2 berfungsi sebagai sensor intraselular komponen peptidoglycan (PGN) dari dinding sel bakteria untuk memulakan tindak balas imun yang sesuai [106,107,109-111]. Walau bagaimanapun, tidak semua protein subfamili ini berfungsi sebagai PRR bona fide. Ini ditunjukkan oleh fakta bahawa tiada pengikatan ligan langsung, atau pengaktif langsung, telah ditemui untuk kebanyakan ahli keluarga protein NLR. Tambahan pula, beberapa NLR dengan pengaktif yang diketahui, seperti NLRC4 [112], tidak mengikat kepada pengaktifnya secara langsung, tetapi memerlukan protein aksesori. Selain fungsi NLR sebagai PRR dengan induksi langsung laluan isyarat pro-radang (NOD1, NOD2, protein penghalang apoptosis keluarga NLR NAIP), sesetengah NLR membentuk kompleks multiprotein khusus, inflammasom.

Pembentukan inflammasom mempunyai persamaan, dengan protein speck yang berkaitan dengan apoptosis (ASC), yang direkrut oleh PYD NLR yang diaktifkan. Akibatnya, platform isyarat multiprotein yang sangat teratur dibina, yang mana pro-caspase-1 diambil, menghasilkan kematangan pro-IL-1 dan pro-IL-18 [113]. Fungsi bukan PRR juga telah diterangkan untuk dua protein NLR lain, iaitu transactivator kelas II MHC (CIITA) dan NLRC5, yang merupakan pengawal selia transkrip, yang telah diterangkan untuk ulang-alik ke dalam nukleus, di mana ia boleh berinteraksi dengan kompleks transkripsi multiprotein, dipanggil MHC enhanceosome, untuk mendorong transkripsi gen MHC kelas II dan MHC kelas I, masing-masing [114-117]. Translokasi nuklear dan peraturan transkrip langsung telah diterangkan lebih lanjut untuk NLRP3 [118] dan NOD2 [119]. Beberapa NLR lain baru-baru ini digambarkan sebagai modulator tindak balas imun semula jadi. Untuk butiran tentang fungsi protein NLR, pembaca dirujuk kepada artikel ulasan terkini [120-122]. Walau bagaimanapun, sehingga kini, masih terdapat beberapa protein NLR yang fungsinya belum dikaji.

Dalam bahagian berikut, kami memberikan gambaran keseluruhan pemahaman semasa kami tentang fungsi NLR dalam respons IFN. Untuk ringkasan lihat Jadual 1 dan Rajah 2.

2. Maklum Balas Kawal Selia Negatif mengenai Respons Interferon Jenis I oleh NLR

2.1. NLRX1

NLRX1 telah dikaitkan dengan laluan isyarat yang pelbagai. Ia melemahkan pengaktifan NF-κB apabila pengaktifan TLR [138,139,176] dan boleh meningkatkan pengeluaran ROS, dengan itu meningkatkan laluan JNK [177-180]. Tambahan pula, NLRX1 juga menggalakkan autophagy melalui persatuan dengan faktor pemanjangan terjemahan Tu (TUFM) [140] dan meningkatkan tahap protein IRF1 apabila jangkitan virus dengan melemahkan perencatan terjemahan mRNA oleh protein kinase R (PKR) [181]. NLRX1 juga telah terlibat dalam induksi apoptosis [182] dan pengawalan inflammasom NLRP3 [183,184].

Selain fungsi tersebut, NLRX1 ialah salah satu NLR yang diterangkan terbaik yang mengawal tindak balas IFN jenis I. NLRX1 nampaknya bukan penderia jangkitan virus atau bakteria, sebaliknya pengawal selia negatif jenis IFNs [105,138]. Fungsi luar biasanya digariskan oleh fakta bahawa ia mengandungi MLS dalam terminal-Nnya [105,178,185]. Walaupun, penyetempatan tepat di mitokondria masih menjadi perdebatan, kerana kedua-dua penyetempatan kepada matriks mitokondria dan membran mitokondria luar [105] telah dilaporkan.

Melalui interaksi dengan MAVS, NLRX1 secara negatif mengawal induksi IFN-bergantung RIG-I-MAVS dengan gangguan interaksi MAVS dan RIG-I [105,138]. Oleh itu, ekspresi berlebihan NLRX1 mengakibatkan isyarat antivirus yang bergantung kepada RIG-I terjejas dan dengan itu meningkatkan replikasi virus [141,142]. NLRX1 mungkin menyasarkan MAVS untuk degradasi proteasomal melalui pengambilan protein pengikat poli (rC) 2 (PCBP2) yang direkrut oleh domain NACHT NLRX1 [142]. Mendiamkan NLRX1 dalam pDC, di mana NLRX1 dinyatakan secara konstitutif, dan dalam DC terbitan monosit (moDCs), di mana tahap basal NLRX1 meningkat semasa pembezaan, juga membawa kepada tahap yang lebih tinggi disebabkan oleh RLR jenis I IFN [143], menyokong peraturan negatif isyarat yang disebabkan oleh RIG-I.

Penghancuran NLRX1 membawa kepada tahap transkripsi IFNb1, STAT2 dan 20 -50 -oligoadenylate synthetase 1 (OAS1) yang dipertingkatkan selepas jangkitan virus, mencadangkan peranan pengawalseliaan negatif NLRX1 pada paksi IFN- /STAT2/OAS1 [138] . Sehubungan itu, jangkitan virus menyebabkan ekspresi IFNa2, IFNb1, OAS1, dan STAT2 yang lebih tinggi dalam Nlrx1-/- tikus jika dibandingkan dengan tikus jenis liar. Walau bagaimanapun, tindak balas antiviral yang meningkat seperti itu menurunkan toleransi tisu terhadap kerosakan paru-paru [138]. Fas-related factor 1 (FAF1) sebaliknya, dikenal pasti sebagai perencat NLRX1-pengurangan pengantara bagi ekspresi IFN jenis I. FAF1 bersaing dengan MAVS untuk mengikat NLRX1 dan oleh itu secara positif mengawal rembesan IFN jenis I yang disebabkan oleh virus. Adalah dicadangkan bahawa apabila FAF1 mengikat, NLRX1 berpisah daripada MAVS, yang kemudiannya dapat berinteraksi dengan RIG-I dan meningkatkan induksi IFN jenis I [144]. Mekanisme lain di mana NLRX1 boleh menghalang induksi IFN jenis I adalah dengan mengikat STING. Interaksi ini dipertingkatkan apabila jangkitan virus dan mengasingkan TBK1 daripada kompleks protein [145]. Tambahan pula, NLRX1 terlibat dalam pengawalseliaan autophagy. Interaksi TUFM mitokondria dengan NLRX1 telah dicadangkan untuk meningkatkan autophagy dan oleh itu untuk menghalang isyarat IFN jenis I [140].

Perlu diingatkan bahawa kesan perencatan NLRX1 pada induksi IFN jenis I yang bergantung kepada MAVS agak kontroversial, kerana beberapa kumpulan tidak dapat mengesahkan kesan yang diterangkan di atas [146-148]. Memandangkan telah ditunjukkan bahawa NLRX1 secara berbeza mempengaruhi respons pengantara IRF3- dan IRF1-, ini mungkin menjelaskan, sekurang-kurangnya sebahagiannya, penemuan bercanggah ini [181].

2.2. NLRC3

NLRC3 boleh mengawal selia secara negatif beberapa laluan isyarat seperti NF-κB [186,187], mTOR [188], dan pemasangan serta aktiviti inflammasom NLRP3 [189]. Ia selanjutnya ditunjukkan untuk melemahkan tindak balas CD4 ditambah T sel auto-imun dan spesifik virus dengan menghalang pengeluaran TNF dan IFN [187,190] dan dengan mengurangkan percambahan sel Th1 dan Th17 [187].

NLRC3 juga menyekat pengeluaran IFN jenis I sebagai tindak balas kepada DNA sitosolik, kitaran di-GMP (c-di-GMP), dan jangkitan HSV1 dengan secara langsung menghalang interaksi antara STING dan TBK1 [149]. Secara mekanikal, NLRC3 menyekat pemerdagangan STING dari ER ke lokasi perinuklear/golgi dan puncta berkaitan endoplasma selepas penderiaan DNA [149]. Peraturan negatif STING oleh NLRC3 ini menghalang fosforilasi{11}TBK yang bergantung kepada IRF3 melalui pengikatannya kepada protein seperti pengaktifan Ras GTPase IQGAP1 [191]. Kekurangan NLRC3 dalam BMDM dan MEF murine menghasilkan pengeluaran DNA dan HSV{19}}jenis I IFN, IL-6 dan TNF yang lebih tinggi. Akibatnya, tikus Nlrc3−/− yang dijangkiti HSV1 menunjukkan penurunan morbiditi dan viral load [149]. NLRC3 mungkin juga memainkan peranan dalam tindak balas IFN yang disebabkan oleh RIG-I [192], bagaimanapun, kesan utama adalah pada laluan yang disebabkan oleh cGAS [149].

Peraturan negatif isyarat TLR oleh NLRC3 dimediasi oleh pembentukan kompleks dengan TRAF6, dan dicadangkan bahawa kompleks selular TRAF dengan NLR pengawalseliaan, digelar "TRAFasomes", wujud yang bertindak sebagai platform pengawalseliaan [186]. Ia masih perlu ditubuhkan jika senario sedemikian mungkin juga menyumbang kepada pengawalseliaan laluan interferon oleh NLRC3.

Selain fungsinya sebagai pengawal selia negatif, NLRC3 boleh mengikat DNA virus untai dua oleh LRRnya dengan pertalian tinggi, yang membawa kepada peningkatan aktiviti ATPase NBD sebanyak 10-kali ganda. Pengikatan ATP mengurangkan interaksi NBD dengan STING, yang membawa kepada pengaktifan laluan IFN jenis I [193].

2.3. NLRC5

NLRC5 adalah sebahagian daripada set NLR yang berbeza yang berfungsi sebagai pengawal selia transkrip gen kelas I dan kelas II MHC [114,151,194]. Kedua-dua NLRC5 dan CIITA mengikat sasaran transkrip masing-masing di kawasan promotor MHC melalui kompleks pengikatan DNA multiprotein yang sama [115,117,195,196]. NLRC5 secara konstitutif dinyatakan dalam rangkaian luas organ limfoid dan tisu penghalang, seperti paru-paru dan saluran gastrousus, yang merupakan pintu masuk untuk beberapa patogen [114,151,194]. Ekspresi NLRC5 dan ekspresi gen kelas I MHC seterusnya boleh dipertingkatkan dengan rangsangan dengan IFN- [114,151,194,197].

Dalam pencirian pertama NLRC5, dilaporkan bahawa ia mempengaruhi transkripsi daripada elemen wartawan ISRE dan GAS, manakala overexpression NLRC5 mengakibatkan tahap IFN-mRNA yang tinggi dalam sel HeLaS3. Keputusan tersebut telah disahkan oleh knockdown siRNA-mediated [114], dan kami menunjukkan bahawa dalam sel THP-1 dan fibroblas dermal primer siRNA knockdown NLRC5 mengurangkan induksi IFN- dan CXCL10 apabila jangkitan SeV [151]. NLRC5 ditunjukkan untuk menghalang replikasi virus influenza A (IAV) dalam saluran sel epitelium paru-paru A549 dan untuk meningkatkan transkripsi RIG-I dan jenis I IFN [152].

Interaksi antara NLRC5 dan RIG-I telah disahkan secara bebas oleh Cui et al. Walau bagaimanapun, pengarang ini melaporkan kesan negatif overexpression NLRC5 pada pengaktifan wartawan IFN luciferase jenis I oleh poli(I: C) [153]. Sementara itu, kejatuhan NLRC5 dalam beberapa garisan sel yang berbeza ditunjukkan untuk membawa kepada peningkatan tindak balas IFN terhadap rawatan poli (I: C) atau jangkitan VSV [153]. Walau bagaimanapun, peraturan pengaktifan IFN oleh NLRC5 masih menjadi perdebatan [151]. Perlu diberi perhatian, tikus Nlrc5−/− di mana exon 4 disasarkan tidak menunjukkan tahap serum IFN- yang disebabkan oleh basal atau poli (I: C) yang diubah berbanding haiwan jenis liar [154]. Ini berbeza dengan kajian menggunakan model tetikus kalah mati NLRC5 yang lain, di mana exon 8 disasarkan. Rangsangan ex vivo dengan VSV atau poli(I: C), serta cabaran sistemik dengan VSV, menghasilkan tahap IFN- yang lebih tinggi dan fosforilasi IRF3 yang lebih kuat [155].

Walaupun peranan NLRC5 sebagai pengawal selia utama peraturan gen kelas I MHC sudah mantap, peranan NLRC5 dalam tindak balas IFN jenis I nampaknya sangat bergantung pada jenis sel dan konteks organisma [156]. Ini digambarkan dengan baik oleh pemerhatian, bahawa kejatuhan NLRC5 meningkatkan tindak balas IFN antivirus yang disebabkan oleh RIG-I dalam pDC, sementara ia tidak menjejaskan laluan yang sama dalam moDC. Menariknya, kedua-dua jenis sel tersebut berbeza dalam tahap ekspresi basal mereka NLRC5 [143], mencadangkan sumbangan pembezaan NLRC5 kepada kawalan IFN dalam jenis sel ini. Selain peranannya dalam persembahan antigen, adalah munasabah bahawa NLRC5 mempunyai peranan selanjutnya dalam imuniti antivirus yang dikaitkan dengan pengesanan semula jadi virus selain peranannya dalam persembahan antigen, seperti yang dicadangkan oleh beberapa kajian yang dibincangkan di atas.

2.4. NLRP2

Pada manusia, NLRP2 kebanyakannya dinyatakan dalam otak, pankreas, buah pinggang, dan tisu pembiakan seperti testis dan plasenta [157,198,199]. Dalam sel imun, NLRP2 dikawal selia dalam makrofaj sebagai tindak balas kepada dAdT analog B-DNA, serta dalam sel T apabila pengaktifan RIG-I [198]. Perbezaan wujud antara tikus dan populasi sel manusia. Berbeza dengan sel manusia, NLRP2 tidak dikawal selia dalam CD3 tetikus ditambah sel T apabila RNA dan penderiaan DNA, manakala dalam CD14 tetikus ditambah sel myeloid, penderiaan RNA membawa kepada peningkatan ekspresi NLRP2 [198]. Paras protein NLRP2 ditunjukkan untuk dikawal selia apabila rawatan IFN-, IFN- dan LPS dalam sel THP{17}} manusia yang dibezakan seperti makrofaj, manakala rawatan CpG tidak menjejaskan tahap protein NLRP2 [157]. Antara sitokin yang mengawal ekspresi NLRP2, rawatan bersama dengan IFN- dan TNF- membolehkan pengaktifan inflammasom bukan kanonik oleh LPS intraselular dalam pericytes otak [158].

Dari segi peraturan IFN jenis I, NLRP2 boleh mengikat TBK1 yang membawa kepada interaksi terganggu dengan IRF3, mengakibatkan pengeluaran IFN- dikurangkan [159], walaupun ini merupakan pemerhatian tunggal pada masa ini.

2.5. NLRP4

NLRP4 hanya dikaji baru-baru ini. Walaupun mengandungi PYD, NLRP4 tidak berinteraksi dengan protein penyesuai inflammasom ASC [200] dan tidak menjejaskan rembesan IL1 [201]. Ia diterangkan untuk mengawal pembentukan proses autophagosome dan autophagic [201,202], dan untuk mengawal secara negatif tindak balas NF-κB [163,203]. Tambahan pula, NLRP4 telah diterangkan memainkan peranan dalam perkembangan embrio [204]. Ia dinyatakan dalam oosit manusia dan embrio awal [205], dan tujuh salinan gen Nlrp4 dinyatakan dalam oosit murine [206-208]. Penghancuran Nlrp4e dalam oosit murine menyebabkan penangkapan perkembangan antara 2- dan 8-peringkat sel [204].

NLRP4 menindas tindak balas IFN jenis I dengan menyasarkan TBK1 untuk degradasi. Ini dimediasi oleh pengambilan E3 ubiquitin ligase 4 (DTX4) yang dipadamkan. NLRP4 berinteraksi dengan domain kinase TBK1 terfosforilasi yang memudahkan K48-poliubiquitinasi berkait TBK1 pada residu lisin 670 oleh DTX4 [164]. Degradasi ini mungkin dimediasi oleh kompleks signalosome termasuk NLRP4, peptidase khusus ubiquitin 38 (USP38), DTX4, protein berinteraksi TRAF (TRIP), dan berpotensi beberapa fosfatase yang masih belum dikenal pasti. Selepas jangkitan virus, TBK1 akan diaktifkan, menghasilkan K{18}} dan K{19}}berkait ubiquitination. Pembentukan kompleks ini membawa kepada pengeditan ubiquitination terpaut K33-pada residu lysine 670 di TBK1 dan digantikan oleh K48-polyubiquitination terpaut [165].

Walau bagaimanapun, ini mungkin bukan satu-satunya laluan kerana kinase 2 (DYRK2) yang dikawal kekhususan tirosin fosforilasi kekhususan didapati menyumbang kepada NLRP4-degradasi pengantaraan TBK1 [166]. DYRK2 memfosforilasi TBK1 pada residu serin 527, yang penting untuk pengambilan NLRP4 dan meningkatkan interaksi kedua-dua protein. Ini menggalakkan 48-poliubiquitinasi berkait K bagi TBK1. Pengarang mencadangkan bahawa DYRK2 meningkatkan kemerosotan TBK1 melalui NLRP4-DTX4 nexus [166]. Dalam sel otot jantung tikus, paras TBK1 dan IRF3 yang dikurangkan telah dilaporkan apabila overexpression NLRP4 dalam cara yang bergantung kepada dos [163].

Kami masih mengetahui sedikit tentang fungsi fisiologi NLRP4. Perkaitan kejatuhan isoform NLRP4 dengan kecacatan perkembangan dalam oosit mungkin disebabkan oleh toleransi yang hilang terhadap DNA bapa seperti yang ditunjukkan untuk NLRP14 (lihat di bawah). Data terkumpul daripada kajian yang diringkaskan di atas menunjukkan bahawa mekanisme utama NLRP4 ialah kawalan separuh hayat TBK1 melalui degradasi proteasomal.

For more information:1950477648nn@gamil.com