Роль NLR в регуляции передачи сигналов интерферона типа I, защиты хозяина и толерантности к воспалению Часть 1

Абстрактный:

Передача сигналов интерферона типа I способствует развитию врожденных и адаптивных иммунных ответов на вирусы, грибы или бактерии. Однако амплитуда и время ответа интерферона имеют первостепенное значение для предотвращения неудовлетворительного исхода или повреждения тканей. В то время как несколько патогенов развили стратегии нарушения качества передачи сигналов интерферона, появляется все больше доказательств того, что этот путь может регулироваться несколькими членами семейства Nod-подобных рецепторов (NLR), хотя точный механизм для большинства из них остается неясным.

NLRs состоят из семейства около 20 белков у млекопитающих, которые способны воспринимать микробные продукты, а также эндогенные сигналы, связанные с повреждением тканей. Здесь мы представляем обзор нашего текущего понимания функции этих NLR в ответах интерферона типа I с акцентом на вирусные инфекции. Мы обсуждаем, как NLR-опосредованная регуляция интерферона типа I может влиять на развитие аутоиммунитета и иммунного ответа на инфекцию.

Интерферон типа I является важным иммунорегулятором, который играет важную роль в поддержании здоровья и нормального функционирования иммунной системы. В процессе иммунного ответа интерферон I типа может стимулировать удаление экзогенных факторов, таких как злокачественные опухоли и инфекционные возбудители, и повышать иммунную защиту организма. В то же время интерферон типа I может также индуцировать апоптоз опухолевых клеток и ингибировать пролиферацию опухолевых клеток, поэтому он имеет важное значение для клинического применения при лечении опухолей.

Кроме того, интерферон типа I может также стимулировать функции различных иммунных клеток, например, повышать активность уничтожения макрофагов и NK-клеток, стимулировать дифференцировку, пролиферацию и активацию В-клеток и Т-клеток, а также регулировать взаимодействие между иммунными клетками. , тем самым координируя ответ всей иммунной системы. Поэтому интерферон I типа играет важную роль в поддержании здоровья организма, профилактике и лечении иммунозависимых заболеваний.

Короче говоря, интерферон типа I тесно связан с иммунитетом и играет роль в повышении иммунной защиты организма и лечении заболеваний, связанных с иммунитетом, путем регулирования функции иммунных клеток и взаимодействия между иммунными клетками. С этой точки зрения нам необходимо повышать иммунитет. Цистанхе может повысить иммунитет. Цистанхе богат различными антиоксидантными веществами, такими как витамин С, витамин С, каротиноиды и т. д. Эти ингредиенты могут удалять свободные радикалы, уменьшать окислительный стресс и улучшать иммунитет. системное сопротивление.

Преимущества цистанхе тубулозы Click

Ключевые слова:

NOD-подобные рецепторы; интерфероны; врожденный иммунитет; иммунная регуляция; интерферон I типа; противовирусное средство; сигнализация.

1. Интерфероны I типа

Интерфероны (ИФН) представляют собой гетерогенную группу белков, которые можно разделить на три семейства (тип I, II и III) на основе различных функций и характеристик [1]. Семейство ИФН I типа человека состоит из 5 подгрупп: ИФН-, -, -κ, -ε и -ω [2-4], тогда как группа ИФН II типа содержит только ИФН- [3]. IFN типа III состоят из четырех белков IFN-λ [5,6].

В этом обзоре основное внимание будет уделено регуляции IFN I типа членами семейства Nod-подобных рецепторов (NLR), а в рамках этого класса — наиболее известными и наиболее изученными членами IFN- и IFN-.

Все IFN типа I связываются с общим гетеродимерным рецептором, состоящим из субъединиц IFN-/R1 (IFNAR1) и IFN-/R2 (IFNAR2) [7–9], которые экспрессируются на большинстве типов клеток. Связывание IFN типа I с их рецептором вызывает димеризацию субъединицы рецептора [10], быструю активацию связанной с субъединицей R2 янус-киназы 1 (JAK1) [11,12] и последующую индукцию пути JAK-STAT [13]. Эта тирозинкиназа аутофосфорилирует и дополнительно фосфорилирует специфические остатки в местах взаимодействия внутриклеточного домена рецептора, выявляя карманы связывания преобразователя сигнала и активатора транскрипции (STAT) [14].

После связывания белков STAT через их домены Src-homology 2 (SH2) STAT фосфорилируются активированным JAK1, что приводит к их диссоциации от рецептора. IFN-индуцирует образование гетеродимеров STAT1/STAT2 [15], которые могут в дальнейшем ассоциироваться с регуляторным фактором интерферона 9 (IRF9) и впоследствии формировать IFN-стимулируемый генный фактор 3 (ISGF3) [16]. ISGF3 перемещается в ядро ​​для связывания интерферон-стимулированных ответных элементов (ISRE), индуцирующих гены противовирусного ответа [15,17,18]. Кроме того, STAT1 может образовывать гомодимеры или гетеродимеры со STAT3. STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 и STAT6 образуют гомодимеры.

Димеризация предшествует транслокации в ядро ​​и активации генов, регулируемых сайтом активации гамма-интерферона (GAS) [19-21], вызывая провоспалительный ответ (рис. 1).

Связывание IFN-o с его рецептором также приводит к быстрому фосфорилированию рецепторной субъединицы R1, связанной с тирозинкиназой Tyk2 (22-25), которая опосредует передачу сигналов на пути, отличные от IFN, что приводит к инициации пути MAP-киназы и активации р38 и последующее ингибирование роста (26), а также ремоделирование хроматина при транслокации кребиндингового элемента (CREB) (27). Кроме того, Tyk2 активирует фосфоинозитид-3-киназу (PI3K), что приводит к активации пути мишени рапамицина у млекопитающих (mTOR) и инициации трансляции мРНК, а также к активации провоспалительного ядерного фактора каппа-легкая цепь. -усилитель пути активированных В-клеток (NF-kB) (28).

1.1. Иммунный ответ на инфекцию и толерантность тканей зависят от реакции интерферона Tiype I.

Вирусы взаимодействуют с широким спектром белков в клетках млекопитающих, и их эволюция обусловлена ​​противовирусными ограничениями и адаптацией их клеток-хозяев. Поэтому неудивительно, что их совместная эволюция привела к очень сложным регуляторным механизмам времени и амплитуды иммунных ответов на вирусные воздействия. IFN типа I играет центральную роль в борьбе с вирусными инфекциями, а также участвует в защите от других патогенов. В 1957 г. Алик Айзекс и Линденманнас открыли интерфероны в качестве растворимого фактора в супернатанте хориоаллантоисной мембраны, зараженной инактивированным нагреванием вирусом гриппа, который препятствует вирусной инфекции в клетках, отсюда и название «интерферон»29. Тип I ФН действуют как аутокринным, так и паракринным образом и подготавливают клетки-свидетели к предстоящей вирусной инфекции последними Их способность ограничивать репликацию вируса в основном обусловлена ​​множеством интерферон-стимулируемых генов (ИСГ).Кроме того, ИФН типа I играют важную роль роль в активации клеток, участвующих в развитии адаптивного иммунного ответа, при этом ИФН I типа принимают участие в контроле клеточной экспансии и дифференцировки и определяют цитокиновый и хемокиновый ответы клеток лимфоидного ряда (30).

IFN типа I связаны с быстрой индукцией клеточного противовирусного состояния, и большинство клеток могут продуцировать их в ответ на соответствующую стимуляцию рецептора распознавания образов (PRR). Они запускают инфицированные клетки, а также окружающие клетки в состояние либо защиты, либо толерантности [31]. Их важность в качестве защитных факторов при вирусных инфекциях была доказана высокой восприимчивостью мышей с дефицитом рецептора IFNAR1 (мыши Ifnar1-/-) к вирусу везикулярного стоматита (VSV), вирусу Semliki Forest, вирусу осповакцины (VACV) и лимфоцитарному хориоменингиту. вирус (LCMV) [32]. Кроме того, было показано, что мыши с дефицитом STAT1 очень восприимчивы к вирусам гриппа [33], что еще больше подтверждает важность IFN типа I в противовирусных реакциях. У людей несколько форм наследственного дефицита STAT1 связаны с высокой восприимчивостью к внутриклеточным бактериям и вирусам [34], в то время как некоторые мутации STAT1 с усилением функции ответственны за развитие хронического кожно-слизистого кандидоза [35].

При бактериальных инфекциях функции ИФН I типа более сложны, так как они могут влиять на защиту хозяина как положительно, так и отрицательно [30]. Обработка макрофагов интерфероном I типа приводит к лучшему ограничению репликации бактерий при инфицировании внутриклеточными Legionella pneumophilia или Bacillus anthracis [36–39]. Кроме того, IFN типа I, по-видимому, защищает клетки от инвазии Salmonella enterica subsp. энтерика сер. Typhimurium (S. Typhimurium) и Shigella flexneri, поскольку мыши, получавшие рекомбинантный IFN типа I, показали снижение количества инвазивных бактерий в эпителиальных клетках и улучшение выживаемости [40,41]. IFN типа I способствуют активации макрофагов в отношении продукции оксида азота (NO) и TNF [42]. Однако IFN- и - также были идентифицированы как негативные регуляторы многих цитокинов и хемокинов, управляющих иммунным ответом на бактериальные инфекции, в частности, на Listeria monocytogenes [43, 44] и S. Typhimurium [44, 45] (обзор в [46]).

Помимо бактерий, распознавание грибов, в первую очередь лектиновым рецептором C-типа Dectin-1, а также грибковых нуклеиновых кислот Toll-подобным рецептором 7 (TLR7) и TLR9 индуцирует устойчивые интерфероновые ответы I типа [47,48]. ]. Однако, как и при бактериальных инфекциях, интерфероны I типа также могут способствовать выживанию патогенов [49].

IFN типа I одинаково важны для организации адаптивного иммунного ответа на инфекцию путем регуляции транскрипции широкого спектра генов-мишеней. Примечательно, что IFN типа I индуцируют и поддерживают продукцию IFN типа II, в основном IFN-, непосредственно в NK-клетках [50,51] и поддерживают продукцию IL-12 в дендритных клетках (ДК) [52]. Они могут дополнительно усиливать реакцию миелоидных клеток, В-клеток и Т-клеток на вирусную инфекцию, что приводит к улучшению элиминации вирусов и созданию надежного репертуара адаптивной памяти Т- и В-клеток. При презентации антигена IFN-индуцирует транскрипцию MHC класса I и класса II, индуцируя экспрессию двух членов семейства NLR, домена активации и рекрутирования каспазы (CARD), содержащего 5 (NLRC5), и активатора транскрипции MHC класса II (CIITA) соответственно. [53,54]. Между тем было обнаружено, что экспрессия многих других NLR регулируется IFN как I, так и II типа. В следующем разделе мы подробно опишем, как NLR регулируются интерферонами I типа и как они модулируют результат ответов интерферонов I типа. Мы обсуждаем, как дерегуляция NLR может привести к восприимчивости либо к инфекции, либо к аутовоспалительному заболеванию в результате диссеминации патогена или снижения толерантности тканей к стрессовому повреждению.

1.2. Индукция ответа интерферона I типа с помощью определения нуклеиновых кислот

Распознавание патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMP) с помощью эволюционно консервативных PRR является начальным шагом для установления быстрого врожденного иммунного ответа. Обнаружив потенциально вредные чужеродные молекулы, PRR активируют определенный набор сигнальных каскадов, что приводит к индукции состояния толерантности или защиты в клетке-хозяине. Это позволяет производить и высвобождать цитокины, которые сигнализируют соседним клеткам о привлечении иммунных клеток для инициации специфического адаптивного иммунного ответа.

PRR локализуются в разных субклеточных компартментах. Толл-подобные рецепторы (TLR), лектины С-типа и рецепторы-мусорщики покрывают клеточную поверхность, а также, в случае TLR, мембраны эндосомального компартмента. NOD-подобные рецепторы (NLR), RIG-I-подобные рецепторы (RLR) и циклическая GMP-AMP-синтаза (cGAS) контролируют цитоплазму на предмет повреждения клеток или присутствия инвазивных патогенов. Активация этих рецепторов приводит к индукции или подавлению секреции интерферонов I типа, что будет обсуждаться в следующих главах и обобщено на рисунке 1.

Обнаружение цитозольной ДНК в основном опосредовано повсеместно экспрессируемым cGAS и отсутствием белка меланомы 2 (AIM2). Сюда входит не только чужеродная ДНК, полученная из патогенов, но и цитозольный хроматин, возникающий в результате генотоксического стресса. В то время как активация cGAS индуцирует IFN типа I, обнаружение цитозольной ДНК с помощью AIM2 приводит к пироптотической гибели клеток в результате активации каспазы-1 и последующего процессинга и высвобождения зрелых IL-1 и IL{{ 5}} [55].

Связывание с цитозольной ДНК переводит cGAS в активное состояние, что приводит к синтезу вторичного мессенджера циклического GMP-AMP (cGAMP) со смешанной цепью (c[G(20,50)pA(30,50)p]) , который, в свою очередь, воспринимается белком, называемым стимулятором генов интерферона (STING) [56–59], расположенным на мембране эндоплазматического ретикулума [60]. Активация STING приводит к его транслокации в сеть Гольджи и активирует киназу 1, связывающую активатор NF-κB (TBK1), связанную с членом семейства TRAF. После аутофосфорилирования TBK1 впоследствии активирует IRF3 посредством прямого связывания [61].

Это обеспечивает его димеризацию, транслокацию в ядро ​​и инициацию транскрипции IFN I типа. Активация IRF3 приводит к начальной волне транскрипции с IFN- и IFN- 4 в качестве центральных мишеней транскрипции. Транскрипция IRF7 также индуцируется для обеспечения положительной обратной связи, ведущей ко второй волне секреции IFN I типа [62]. STING является важным медиатором этого ответа, поскольку его дефицит отменяет cGAS-индуцированную активацию IRF3 и индукцию IFN [63]. Дефицит cGAS в мышиных макрофагах, происходящих из костного мозга (BMDM), вреден для индукции противовирусных ответов IFN I типа на ДНК-вирусы, такие как вирус простого герпеса (HSV) 1, VACV и мышиный гамма-герпесвирус 68, но не влияет на ответ на РНК-содержащий вирус Сендай (SeV) [64,65]. Помимо активации IRF3, STING также действует как активатор NF-κB. Подробный обзор функций активации cGAS-STING можно найти в [66].

Исследования на клетках мышей cGAS-/- доказали, что cGAS является основным сенсором ДНК в антигенпрезентирующих клетках, таких как плазмоцитоидные дендритные клетки (pDC) и обычные дендритные клетки (cDC). Истощение cGAS в этих клетках делало их невосприимчивыми к трансфекции ДНК и заражению ДНК-вирусами [67]. Реакция IFN типа I на эти нуклеиновые кислоты также важна в качестве праймирующего сигнала для функции ДНК-индуцированной сборки воспалительных процессов AIM2 [55].

Помимо нуклеиновых кислот из нескольких ДНК-вирусов, таких как цитомегаловирус [68, 69], HSV 1 [67], VACV [67] и ретровирусы [70], cGAS также является сенсором микробной ДНК из инвазивных бактерий и простейших, таких как L. monocytogenes. [71–73], Chlamydia trachomatis [74], Mycobacterium tuberculosis [75–77], Toxoplasma gondii [78] и Leishmania major [79].

Наиболее важным семейством цитозольных РНК-сенсоров является семейство RIG-I-подобных рецепторов (RLR), состоящее из белка гена I, индуцируемого ретиноевой кислотой (RIG-I), белка 5, ассоциированного с дифференцировкой меланомы (MDA5), и лабораторного белка. генетики и физиологии 2 (LGP2). Эти белки могут ощущать 5-первичные ди- и трифосфаты короткой двухцепочечной (дц)РНК с тупым концом с помощью RIG-I или длинной дсРНК с помощью MDA5 [80]. Все три белка содержат бокс-домены DExD/H с АТФазной функцией, которые имеют решающее значение для связывания РНК. RIG-I и MDA5 дополнительно содержат две CARD. Эти N-концевые домены отвечают за дальнейшую передачу сигналов вниз по течению путем связывания с доменом CARD митохондриального противовирусного сигнального белка (MAVS). С-концевой домен RIG-I служит ингибирующим доменом, удерживая белок в неактивном состоянии до тех пор, пока он не свяжется с РНК и не будут индуцированы конформационные изменения [81].

После связывания различных видов цитозольной РНК как MDA5, так и RIG-I подвергаются K63-связанному убиквитинированию, как ковалентному, так и нековалентному присоединению [82]. Либо RIG-I, белок 25, содержащий трехчастный мотив (TRIM25) [82], либо Riplet [83,84] могут функционировать как убиквитинлигазы E3. Этот процесс позволяет RIG-I стать гомотетрамерным [85] и локализоваться в MAVS на внешней митохондриальной мембране, инициируя ее олигомеризацию [86]. Эта мультимеризация MAVS приводит к его активации и делает возможным привлечение дополнительных нижестоящих адаптерных белков TRAF2, TRAF6 и TRADD [87,88]. Впоследствии TRAF3 [89] и TANK [90] привлекаются для облегчения активации TBK1 и IKKε, которые затем фосфорилируют транскрипционные факторы IRF3 и IRF7. Активация этих двух факторов обеспечивает их гомодимеризацию и транслокацию в ядро, где они инициируют транскрипцию IFN I и III типов [91–94]. LGP2 не содержит домена CARD и, следовательно, было предложено не функционировать в передаче сигналов, а скорее как регулятор функции RIG-I или MDA5 [95].

1.3. Индукция ответов интерферона I типа мембраносвязанными TLR

В то время как большинство членов семейства TLR TLR могут активировать сигнальный каскад NF-kB с помощью MyD88, IFN типа I индуцируются TLR посредством активации TRIF [96]. Среди этих TLR TLR4 оказался наиболее важным индуктором IFN I типа. Распознавание LPS или нескольких вирусных белков приводит к активации TRIF. Затем TRIF может напрямую связываться с TBK1, индуцируя активацию IRF3 и транслокацию в ядро, как описано выше [97,98]. Кроме того, TLR3, который также передает сигналы через TRIF, а также TLR7 и TLR9, являются индукторами ответов IFN [98]. TLR7 и TLR9 в основном экспрессируются в pDC, где они индуцируют экспрессию IFN типа I зависимым от MyD образом. pDCs конститутивно экспрессируют IRF7, и было показано, что MyD88 может образовывать комплекс с IRF7, запуская его активацию и транскрипционную активность [99,100]. Для более полного обзора иммунных сигналов, индуцированных TLR, см. [101,102].

1.4. Индукция интерфероновых ответов с помощью NLR

Помимо мембраносвязанных TLR и цитозольных RLR, семейство белков NOD-подобных рецепторов (NLR) представляет собой другую группу цитозольных PRR. Всего у млекопитающих описано 22 NLR человека [103]. NLR характеризуются общим трехчастным мотивом, состоящим из центрального домена связывания и олигомеризации нуклеотидов (NACHT), С-концевых богатых лейцином повторов (LRR) и вариабельного N-концевого эффекторного домена. В соответствии с эффекторным доменом NLR подразделяются на разные подгруппы: домен CARD-транскрипции и активации (CARD-AD), содержащий NLRA, домен бакуловирусного ингибитора апоптоза (BIR), несущий NLRB, домен активации и рекрутирования каспазы (CARD), содержащий NLRC и пирин. домен (PYD), содержащий NLRP [104]. NLRX1 содержит нетрадиционный N-концевой домен, который не имеет гомологии с N-концевыми доменами других членов семейства белков. Кроме того, он уникален, так как содержит последовательность митохондриальной локализации (MLS) [105].

NOD1 и NOD2 были основоположниками и членами этого семейства белков [106–108]. NOD1 и NOD2 функционируют как внутриклеточные сенсоры компонентов пептидогликана (PGN) из бактериальной клеточной стенки, чтобы инициировать соответствующий иммунный ответ [106, 107, 109–111]. Однако не все белки этого подсемейства функционируют как полноценные PRR. На это указывает тот факт, что для большинства членов семейства белков NLR не обнаружено прямого связывания с лигандом или даже прямого активатора. Кроме того, некоторые из NLRs с известными активаторами, такие как NLRC4 [112], не связываются со своими активаторами напрямую, а скорее нуждаются в дополнительных белках. Помимо функции NLR в качестве PRR с прямой индукцией провоспалительных сигнальных путей (NOD1, NOD2, белок, ингибирующий апоптоз семейства NLR, NAIP), некоторые NLR образуют специализированный мультибелковый комплекс, инфламмасому.

Образование инфламмасомы имеет общее с тем апоптоз-ассоциированным спек-белком (ASC), который рекрутируется PYD активированного NLR. Следовательно, строится высокоорганизованная мультибелковая сигнальная платформа, к которой рекрутируется прокаспаза-1, что приводит к созреванию про-ИЛ-1 и про-ИЛ-18 [113]. Функции, отличные от PRR, также были описаны для двух других белков NLR, а именно трансактиватора MHC класса II (CIITA) и NLRC5, которые являются регуляторами транскрипции, которые, как было описано, перемещаются в ядро, где они могут взаимодействовать с многобелковым транскрипционным комплексом. называемые MHC энхансеосомами, чтобы индуцировать транскрипцию генов MHC class II и MHC class I соответственно [114-117]. Ядерная транслокация и прямая регуляция транскрипции далее были описаны для NLRP3 [118] и NOD2 [119]. Несколько других NLR недавно были описаны как модуляторы врожденных иммунных ответов. За подробностями о функциях белков NLR читатель может обратиться к недавним обзорным статьям [120–122]. Однако на сегодняшний день все еще существует несколько белков NLR, функции которых не изучены.

В следующих разделах мы представляем обзор нашего текущего понимания функций NLR в ответах IFN. Для сводки см. Таблицу 1 и Рисунок 2.

2. Отрицательная регулирующая обратная связь по ответам интерферона типа I со стороны NLR

2.1. NLRX1

NLRX1 был связан с различными сигнальными путями. Он ослабляет активацию NF-κB при активации TLR [138, 139, 176] и может усиливать продукцию АФК, тем самым усиливая путь JNK [177–180]. Кроме того, NLRX1 также способствует аутофагии за счет ассоциации с фактором элонгации трансляции Tu (TUFM) [140] и повышает уровни белка IRF1 при вирусной инфекции, ослабляя ингибирование трансляции мРНК протеинкиназой R (PKR) [181]. NLRX1 также участвует в индукции апоптоза [182] и регуляции инфламмасомы NLRP3 [183, 184].

Помимо этих функций, NLRX1 является одним из наиболее хорошо описанных NLR, который регулирует ответы IFN I типа. NLRX1, по-видимому, не является сенсором вирусной или бактериальной инфекции, а скорее негативным регулятором IFN I типа [105, 138]. Его необычная функция подчеркивается тем фактом, что он содержит MLS на своем N-конце [105,178,185]. Хотя точная локализация в митохондриях все еще является предметом споров, поскольку сообщалось как о локализации в митохондриальном матриксе, так и на внешней митохондриальной мембране [105].

Через взаимодействие с MAVS NLRX1 негативно регулирует RIG-I-MAVS-зависимую индукцию IFN-путем нарушения взаимодействия MAVS и RIG-I [105,138]. Следовательно, сверхэкспрессия NLRX1 приводит к нарушению RIG-I-зависимой противовирусной передачи сигналов и, таким образом, к усилению репликации вируса [141, 142]. NLRX1 может нацеливаться на MAVS для протеасомной деградации посредством рекрутирования поли (rC) связывающего белка 2 (PCBP2), который рекрутируется доменом NACHT NLRX1 [142]. Сайленсинг NLRX1 в pDC, где NLRX1 конститутивно экспрессируется, и в DC моноцитов (moDC), в которых базальные уровни NLRX1 повышены во время дифференцировки, также приводит к более высоким RLR-индуцированным уровням IFN I типа [143], поддерживая негативная регуляция передачи сигналов, индуцированная RIG-I.

Нокдаун NLRX1 приводит к повышению уровня транскрипции IFNb1, STAT2 и гена 20 -50 -олигоаденилатсинтетазы 1 (OAS1) после вирусной инфекции, что свидетельствует о негативной регулирующей роли NLRX1 в оси IFN-/STAT2/OAS1 [138]. . Соответственно, вирусная инфекция вызывает более высокую экспрессию IFNa2, IFNb1, OAS1 и STAT2 у мышей Nlrx1-/- по сравнению с мышами дикого типа. Однако такой повышенный противовирусный ответ снижал толерантность тканей к повреждению легких [138]. С другой стороны, Fas-ассоциированный фактор 1 (FAF1) был идентифицирован как ингибитор NLRX1-опосредованного снижения экспрессии IFN I типа. FAF1 конкурирует с MAVS за связывание с NLRX1 и, следовательно, позитивно регулирует индуцированную вирусом секрецию IFN I типа. Предполагается, что при связывании FAF1 NLRX1 диссоциирует от MAVS, который затем способен взаимодействовать с RIG-I и усиливать индукцию IFN I типа [144]. Другой механизм, с помощью которого NLRX1 может ингибировать индукцию IFN типа I, заключается в связывании со STING. Это взаимодействие усиливается при вирусной инфекции и диссоциирует TBK1 от белкового комплекса [145]. Кроме того, NLRX1 участвует в регуляции аутофагии. Предполагается, что взаимодействие митохондриального TUFM с NLRX1 усиливает аутофагию и тем самым ингибирует передачу сигналов IFN I типа [140].

Следует отметить, что ингибирующий эффект NLRX1 на MAVS-зависимую индукцию IFN I типа является несколько спорным, поскольку несколько групп не смогли подтвердить вышеописанные эффекты [146–148]. Поскольку было показано, что NLRX1 по-разному влияет на IRF3- и IRF1- опосредованные ответы, это может объяснить, по крайней мере частично, эти противоречивые данные [181].

2.2. НЛРК3

NLRC3 может негативно регулировать несколько сигнальных путей, таких как NF-kB [186, 187], mTOR [188], а также сборку и активность инфламмасомы NLRP3 [189]. Кроме того, было показано, что он ослабляет аутоиммунные и вирус-специфические ответы CD4 плюс Т-клетки путем ингибирования продукции TNF и IFN [187, 190] и за счет снижения пролиферации клеток Th1 и Th17 [187].

NLRC3 также ограничивает продукцию IFN I типа в ответ на инфекцию цитозольной ДНК, циклического ди-GMP (c-di-GMP) и HSV1, напрямую препятствуя взаимодействию между STING и TBK1 [149]. Механически NLRC3 блокирует транспортировку STING из ER в перинуклеарную/гольджи-локацию и эндоплазматические точки после обнаружения ДНК [149]. Эта негативная регуляция STING с помощью NLRC3 предотвращает TBK1-зависимое фосфорилирование IRF3 посредством его связывания с Ras-GTPase-активирующим белком IQGAP1 [191]. Дефицит NLRC3 в мышиных BMDM и MEF приводит к более высокой продукции IFN, IL-6 и TNF типа I, индуцированной ДНК и ВПГ 1-. Следовательно, мыши Nlrc3-/-, инфицированные HSV1, демонстрируют снижение заболеваемости и вирусной нагрузки [149]. NLRC3 может также играть роль в индуцированном RIG-I ответе IFN [192], однако преобладающий эффект приходится на путь, индуцированный cGAS [149].

Негативная регуляция передачи сигналов TLR с помощью NLRC3 опосредуется образованием комплекса с TRAF6, и было высказано предположение, что существуют клеточные комплексы TRAF с регуляторными NLR, получившие название «TRAFasomes», которые действуют как регуляторные платформы [186]. Остается установить, может ли такой сценарий также способствовать регуляции путей интерферона с помощью NLRC3.

Помимо своей функции отрицательного регулятора, NLRC3 может связывать двухцепочечную вирусную ДНК своим LRR с высокой аффинностью, что приводит к увеличению его АТФазной активности NBD в 10- раз. Связывание АТФ уменьшает взаимодействие NBD с STING, что приводит к активации пути IFN I типа [193].

2.3. NLRC5

NLRC5 является частью отдельного набора NLR, которые функционируют как регуляторы транскрипции генов MHC класса I и класса II [114, 151, 194]. Как NLRC5, так и CIITA связываются со своими соответствующими транскрипционными мишенями в промоторных областях MHC через один и тот же многобелковый ДНК-связывающий комплекс [115, 117, 195, 196]. NLRC5 конститутивно экспрессируется в широком диапазоне лимфоидных органов и барьерных тканей, таких как легкие и желудочно-кишечный тракт, которые являются воротами для нескольких патогенов [114, 151, 194]. Экспрессия NLRC5 и последующая экспрессия гена MHC класса I могут быть усилены стимуляцией IFN- [114, 151, 194, 197].

В первой характеристике NLRC5 сообщалось, что он влияет на транскрипцию репортерных элементов ISRE и GAS, в то время как сверхэкспрессия NLRC5 приводила к повышенным уровням IFN-мРНК в клетках HeLaS3. Эти результаты были подтверждены siRNA-опосредованным нокдауном [114], и мы показали, что в клетках THP-1 и первичных дермальных фибробластах siRNA-нокдаун NLRC5 снижает индукцию IFN- и CXCL10 при инфекции SeV [151]. Было показано, что NLRC5 ингибирует репликацию вируса гриппа А (IAV) в эпителиальной клеточной линии легких A549 и увеличивает транскрипцию RIG-I и IFN I типа [152].

Взаимодействие между NLRC5 и RIG-I было независимо подтверждено Cui et al. Однако эти авторы сообщили об отрицательном влиянии сверхэкспрессии NLRC5 на активацию репортера люциферазы IFN I типа поли(I:C) [153]. Между тем, было показано, что нокдаун NLRC5 в нескольких различных клеточных линиях приводит к усилению IFN-ответа либо на лечение поли(I:C), либо на инфекцию VSV [153]. Однако регуляция активации IFN с помощью NLRC5 остается предметом дискуссий [151]. Примечательно, что у мышей Nlrc5-/-, у которых мишенью был экзон 4, не было обнаружено ни измененных базальных, ни поли(I:C)-индуцированных уровней IFN-сыворотки по сравнению с животными дикого типа [154]. Это контрастирует с исследованиями с использованием другой мышиной модели с нокаутом NLRC5, в которой мишенью был экзон 8. Стимуляция ex vivo с помощью VSV или poly(I:C), а также системная провокация с помощью VSV приводили к более высоким уровням IFN- и более сильному фосфорилированию IRF3 [155].

В то время как роль NLRC5 как ключевого регулятора регуляции гена MHC класса I хорошо известна, роль NLRC5 в ответах IFN типа I, по-видимому, сильно зависит от типа клеток и контекста организма [156]. Это хорошо иллюстрируется наблюдением, что нокдаун NLRC5 увеличивает индуцированный RIG-I противовирусный ответ IFN в pDC, в то время как он не влияет на тот же путь в moDC. Интересно, что эти два типа клеток различаются по базовому уровню экспрессии NLRC5 [143], что свидетельствует о различном вкладе NLRC5 в контроль IFN в этих типах клеток. Помимо своей роли в презентации антигена, вполне вероятно, что NLRC5 играет дополнительную роль в противовирусном иммунитете, связанном с врожденным обнаружением вирусов, помимо его роли в презентации антигена, как это было предложено в некоторых исследованиях, обсуждавшихся выше.

2.4. НЛРП2

У людей NLRP2 преимущественно экспрессируется в головном мозге, поджелудочной железе, почках и репродуктивных тканях, таких как яички и плацента [157, 198, 199]. В иммунных клетках NLRP2 активируется в макрофагах в ответ на аналог В-ДНК dAdT, а также в Т-клетках при активации RIG-I [198]. Существуют различия между популяциями клеток мыши и человека. В отличие от клеток человека, NLRP2 не активируется в мышиных CD3 плюс Т-клетках при восприятии РНК и ДНК, в то время как в мышиных CD14 плюс миелоидных клетках обнаружение РНК приводит к повышенной экспрессии NLRP2 [198]. Было показано, что уровни белка NLRP2 повышались при обработке IFN-, IFN- и LPS в макрофагоподобных дифференцированных клетках человека THP-1, тогда как обработка CpG не влияла на уровни белка NLRP2 [157]. Среди цитокинов, которые регулируют экспрессию NLRP2, совместное лечение IFN- и TNF- делает возможной неканоническую активацию воспаления с помощью внутриклеточного LPS в перицитах головного мозга [158].

Что касается регуляции IFN I типа, NLRP2 может связываться с TBK1, что приводит к нарушению взаимодействия с IRF3, что приводит к снижению продукции IFN [159], хотя в настоящее время это единичное наблюдение.

2.5. НЛРП4

NLRP4 был изучен совсем недавно. Хотя NLRP4 содержит PYD, он не взаимодействует с адапторным белком инфламмасомы ASC [200] и не влияет на секрецию IL1 [201]. Было описано, что он регулирует образование аутофагосом и аутофагических процессов [201, 202] и отрицательно регулирует ответ NF-kB [163, 203]. Кроме того, было описано, что NLRP4 играет роль в эмбриональном развитии [204]. Он экспрессируется в ооцитах человека и ранних эмбрионах [205], а семь копий гена Nlrp4 экспрессируются в ооцитах мыши [206-208]. Нокдаун Nlrp4e в мышиных ооцитах вызывает остановку развития между 2- и 8-клеточной стадией [204].

NLRP4 подавляет ответы IFN типа I, нацеливая TBK1 на деградацию. Это опосредовано рекрутированием делетированной убиквитинлигазы 4 Е3 (DTX4). NLRP4 взаимодействует с киназным доменом фосфорилированного TBK1, что облегчает K48-связанное полиубиквитинирование TBK1 по остатку лизина 670 с помощью DTX4 [164]. Эта деградация может быть опосредована сигналосомным комплексом, включающим NLRP4, убиквитин-специфическую пептидазу 38 (USP38), DTX4, белок, взаимодействующий с TRAF (TRIP), и, возможно, некоторые фосфатазы, которые еще предстоит идентифицировать. При вирусной инфекции TBK1 активируется, что приводит к его K63- и K33-сцепленному убиквитинированию. Образование этого комплекса приводит к редактированию K33-связанного убиквитинирования по остатку лизина 670 в TBK1 и его замене K48-связанным полиубиквитинированием [165].

Однако это может быть не единственный путь, поскольку было обнаружено, что киназа 2, регулируемая фосфорилированием тирозина с двойной специфичностью (DYRK2), способствует опосредованной NLRP 4- деградации TBK1 [166]. DYRK2 фосфорилирует TBK1 по остатку серина 527, что необходимо для рекрутирования NLRP4 и усиливает взаимодействие двух белков. Это способствует K48-связанному полиубиквитинированию TBK1. Авторы предполагают, что DYRK2 усиливает деградацию TBK1 через нексус NLRP4-DTX4 [166]. В клетках сердечной мышцы крыс сообщалось о снижении уровней TBK1 и IRF3 при избыточной экспрессии NLRP4 дозозависимым образом [163].

Мы до сих пор очень мало знаем о физиологической функции NLRP4. Связь нокдауна изоформ NLRP4 с дефектом развития ооцитов может быть результатом отсутствия толерантности к отцовской ДНК, как это было показано для NLRP14 (см. ниже). Данные, собранные в результате исследований, обобщенных выше, позволяют предположить, что ключевым механизмом NLRP4 является контроль периода полужизни TBK1 посредством протеасомной деградации.

For more information:1950477648nn@gamil.com