Hlutverk NLRs í reglugerð um interferónmerki af tegund I, vörn hýsils og þol gegn bólgu 1. hluti

Ágrip:

Interferónboð af tegund I stuðlar að þróun meðfædds og aðlagandi ónæmissvörunar við veirum, sveppum eða bakteríum. Hins vegar eru amplitude og tímasetning interferónsvörunar afar mikilvæg til að koma í veg fyrir vanlíðan eða vefjaskemmdir. Þó að nokkrir sýklar hafi þróað aðferðir til að trufla gæði interferónboða, þá eru vaxandi vísbendingar um að hægt sé að stjórna þessari leið af nokkrum meðlimum Nod-like viðtaka (NLR) fjölskyldunnar, þó að nákvæmur gangur flestra þeirra sé enn óviðunandi.

NLR samanstendur af fjölskyldu um 20 próteina í spendýrum, sem geta skynjað örveruafurðir sem og innræn merki sem tengjast vefjaskaða. Hér gefum við yfirlit yfir núverandi skilning okkar á virkni þessara NLR í interferónsvörun af tegund I með áherslu á veirusýkingar. Við ræðum hvernig NLR-miðluð interferónstjórnun af tegund I getur haft áhrif á þróun sjálfsnæmis og ónæmissvörun við sýkingu.

Interferón af tegund I er mikilvægur ónæmisstjórnandi, sem gegnir mikilvægu hlutverki við að viðhalda heilsu og eðlilegri starfsemi ónæmiskerfisins. Í ferli ónæmissvörunar getur interferón af tegund I örvað brottnám utanaðkomandi þátta eins og illkynja æxla og smitandi sýkla og bætt ónæmisvarnargetu líkamans. Á sama tíma getur interferón af tegund I einnig framkallað æxlisfrumufrumufrumueyðingu og hindrað útbreiðslu æxlisfrumna, svo það hefur mikilvægt klínískt notkunargildi í æxlismeðferð.

Að auki getur interferón af tegund I einnig örvað starfsemi ýmissa ónæmisfrumna, svo sem að auka drepandi virkni átfrumna og NK-frumna, stuðla að sérhæfingu, fjölgun og virkjun B-frumna og T-frumna og stjórna samspili ónæmisfrumna. , og samræmir þar með svörun alls ónæmiskerfisins. Þess vegna gegnir interferón af tegund I mikilvægu hlutverki við að viðhalda heilsu líkamans, koma í veg fyrir og meðhöndla ónæmistengda sjúkdóma.

Í stuttu máli er interferón af tegund I nátengt ónæmi og gegnir hlutverki við að efla ónæmisvörn líkamans og meðhöndla ónæmistengda sjúkdóma með því að stjórna starfsemi ónæmisfrumna og samspili ónæmisfrumna. Frá þessu sjónarhorni þurfum við að bæta friðhelgi. Cistanche getur aukið ónæmi. Cistanche er ríkt af ýmsum andoxunarefnum, svo sem C-vítamín, C-vítamín, karótenóíð o.fl. Þessi innihaldsefni geta eytt sindurefnum, dregið úr oxunarálagi og bætt ónæmi. viðnám kerfisins.

Smelltu cistanche tubulosa kostir

Leitarorð:

NOD-líkir viðtakar; interferón; meðfædd ónæmi; ónæmisstjórnun; interferón af tegund I; veirueyðandi; merki.

1. Interferón af tegund I

Interferón (IFN) eru ólíkur hópur próteina sem hægt er að flokka í þrjár fjölskyldur (gerð I, II og III) byggt á mismunandi virkni og eiginleikum [1]. Fjölskylda mannkyns tegund I IFN er samsett úr 5 undirhópum: IFN-, - , -κ, -ε og -ω [2-4], en tegund II IFN hópurinn inniheldur aðeins IFN- [3]. Type III IFN eru samsett úr fjórum IFN-λ próteinum [5,6].

Þessi úttekt mun einbeita sér að stjórnun á tegund I IFNs af meðlimum Nod-like receptor (NLR) fjölskyldunnar, og innan þessa flokks á mest áberandi og best rannsökuðu meðlimi IFN- og IFN-.

Tegund I IFN bindast öll sameiginlegum heterodimeric viðtaka sem samanstendur af IFN- / R1 (IFNAR1) og IFN- / R2 (IFNAR2) undireiningum [7-9], sem eru tjáðar á flestum frumugerðum. Binding IFNs af tegund I við viðtaka þeirra veldur dímerun viðtakaundireininga [10], hraðri virkjun á R2 undireiningu tengdum Janus kínasa 1 (JAK1) [11,12], og í kjölfarið örvun á JAK-STAT ferli [13]. Þessi týrósínkínasi sjálffosfórýlerar og fosfórar að auki tilteknar leifar á milliverkunarstöðum innanfrumusviðs viðtakans, sem sýnir merkjabreytir og umritunarvirkja (STAT) bindandi vasa [14].

Eftir að hafa bundið STAT próteinin í gegnum Src-homology 2 (SH2) lénin þeirra, verða STAT fosfórýleruð með virkjaðri JAK1, sem leiðir til aðskilnaðar þeirra frá viðtakanum. IFN- veldur myndun STAT1/STAT2 heteródímera [15], sem geta frekar tengst interferónstýrandi þáttur 9 (IRF9), og í kjölfarið myndað IFN-örvaðan genaþátt 3 (ISGF3) [16]. ISGF3 færist yfir í kjarnann til að binda interferon-stimulated response elements (ISREs), sem framkallar veirueyðandi svörunargen [15,17,18]. Ennfremur getur STAT1 myndað homodimers eða heterodimers með STAT3. STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 og STAT6 mynda homodimera.

Dimerization á undan flutningi inn í kjarna og virkjun gena stjórnað af gamma interferón virkjunarstað (GAS) [19-21], sem veldur bólgueyðandi svörun (Mynd 1).

Binding IFN-o við viðtaka þess leiðir einnig til hraðrar fosfórunar á viðtakaundireininguR1 tengdum týrósínkínasa Tyk2 (22-25), sem miðlar merkjum til ferla sem ekki eru IFN, þetta leiðir til þess að MAP kínasa ferillinn hefst og virkjun. af p38 og síðari vaxtarhömlun (26), auk litninga endurmótunar við flutning á Crebinding frumefninu (CREB)(27). Ennfremur virkjar Tyk2 fosfóínósítíð-3-kínasa (PI3K), sem leiðir til virkjunar á spendýramarkmiði rapamycin (mTOR) ferilsins og upphaf mRNA þýðingar, sem og virkjun á bólgueyðandi kjarnafaktorkappa-léttkeðju. -enhancer' virkjunar B-frumna (NF-kB) ferils (28].

1.1. Ónæmissvörun við sýkingu og vefjaþol er undir áhrifum af Tiype I interferónsvörun

Veirur hafa samskipti við fjölbreytt úrval próteina í spendýrafrumum og þróun þeirra hefur verið knúin áfram af veirueyðandi takmörkunum og aðlögun hýsilfrumna þeirra. Það kemur því ekki á óvart að samþróun þeirra hefur leitt til mjög háþróaðrar stjórnunaraðferða á tímasetningu og umfangi ónæmissvara við veiruáskorunum. IFN af tegund I gegnir lykilhlutverki í að stjórna veirusýkingum og tekur einnig þátt í vörn annarra sýkla. Árið 1957 uppgötvuðu Alick Isaacs og Lean Lindenmannas IFNs sem leysanlegur þáttur í floti chorioallantoic himnunnar, ögraður með hitaóvirkjaðri inflúensuveiru, sem truflar veirusýkingu í frumum, þar af leiðandi nafnið interferon"29. tegund I FNs virka bæði á sjálfsvaldandi og paracrine hátt og eru frumur viðstaddra fyrir væntanlega veirusýkingu af þeim síðarnefndu. Geta þeirra til að takmarka veiruafritun er aðallega knúin áfram af fjölmörgum interferón-örvuðum genum (ISG). Ennfremur gegna IFN af tegund I mikilvægu hlutverki. hlutverk í virkjun frumna sem taka þátt í þróun aðlögunar ónæmissvörunar.Hér taka IFNs af tegund I þátt í að stjórna frumuþenslu og aðgreiningu og ákvarða frumu- og efnasvörun frumna af eitilfrumuættum (30].

IFNs af tegund I eru tengd hraðri framköllun á frumuveirueyðandi ástandi og flestar frumur geta framleitt þau sem svar við viðeigandi mynstur-þekkingarviðtaka (PRR) örvun. Þeir ræsa sýktu frumurnar, sem og nærliggjandi frumur í átt að ástandi annaðhvort varnar eða umburðarlyndis [31]. Mikilvægi þeirra sem verndarþættir við veirusýkingar var sannað með því að sýna mikla næmi músa sem skortir IFNAR1 viðtaka (Ifnar1−/− músum) fyrir blöðruhálsbólguveiru (VSV), Semliki Forest veiru, vaccinia veiru (VACV) og eitilfrumubólgu. veira (LCMV) [32]. Ennfremur var sýnt fram á að mýs með STAT1 skort væru mjög næmar fyrir inflúensuveirum [33], sem staðfestir enn frekar mikilvægi IFNs af tegund I í veirueyðandi svörun. Hjá mönnum eru nokkrar gerðir af arfgengum STAT1 skorti tengd miklu næmi fyrir innanfrumubakteríum og vírusum [34], á meðan sumar STAT1 stökkbreytingar sem öðlast virkni eru ábyrgar fyrir þróun langvarandi candidasýkingar í slímhúð [35].

Í bakteríusýkingum eru virkni IFNs af tegund I flóknari, þar sem þau geta haft áhrif á vörn hýsils annað hvort jákvæð eða neikvæð [30]. Meðferð IFN af tegund I á átfrumum leiðir til betri takmörkunar á afritun baktería við sýkingu með Legionella pneumophilia innanfrumu eða Bacillus anthracis [36-39]. Ennfremur virðist IFN af tegund I vernda frumur gegn innrás Salmonella enterica subsp. enterica ser. Typhimurium (S. Typhimurium) og Shigella flexneri, þar sem mýs sem voru meðhöndlaðar með raðbrigða tegund I IFN sýndu minnkaðan fjölda ífarandi baktería í þekjufrumum og bætta lifun [40,41]. Type I IFNs stuðla að virkjun átfrumna, varðandi framleiðslu á nituroxíði (NO) og TNF [42]. Hins vegar hafa IFN- og - einnig verið auðkennd sem neikvæðir stjórnendur margra cýtókína og efnavaka, sem skipuleggja ónæmissvörun við bakteríusýkingum, sérstaklega fyrir Listeria monocytogenes [43,44] og S. Typhimurium [44,45] (endurskoðað í [46]).

Fyrir utan bakteríur, þekking á sveppum, síðast en ekki síst með C-gerð lektínviðtaka Dectin-1, en einnig sveppakjarnsýrum með Toll-like viðtaka 7 (TLR7) og TLR9 veldur öflugri interferónsvörun af tegund I [47,48 ]. Hins vegar, eins og með bakteríusýkingar, geta interferón af tegund I einnig verið stuðningur við lifun sýkla [49].

IFNs af tegund I eru jafn mikilvæg við að skipuleggja aðlagandi ónæmissvörun við sýkingu með umritunarstjórnun á breitt úrval markgena. Athyglisvert er að IFNs af tegund I örva og styðja framleiðslu IFNs af tegund II, aðallega IFN- í NK frumum beint [50,51], og styðja framleiðslu IL-12 í dendritic frumum (DCs) [52]. Þeir geta enn frekar aukið svörun mergfruma, B-frumna og T-frumna við veirusýkingu, sem leiðir til bættrar úthreinsunar vírusa og stofnunar öflugrar aðlögunarhæfrar T- og B-frumuminnisskrár. Við kynningu mótefnavaka, örvar IFN- umritun MHC flokks I og flokks II með því að örva tjáningu tveggja NLR fjölskyldumeðlima, kaspasavirkjun og nýliðunarsvæði (CARD) sem inniheldur 5 (NLRC5) og MHC flokk II umritunarvirkja (CITA), í sömu röð. [53,54]. Á sama tíma kom í ljós að tjáning margra annarra NLRs er stjórnað af bæði tegund I og tegund II IFN. Í eftirfarandi kafla lýsum við í smáatriðum hvernig NLR er stjórnað af tegund I IFNs og hvernig þau móta niðurstöðu tegund I IFN svörunar. Við ræðum hvernig losun á NLR getur leitt til næmis fyrir annaðhvort sýkingu eða sjálfsbólgusjúkdómi sem afleiðing af útbreiðslu sýkla eða minnkað vefþol fyrir streituskemmdum

1.2. Örvun interferónsvörunar af gerð I með kjarnsýruskynjun

Viðurkenning á sýklatengdum sameindamynstri (PAMPs) með þróunarfræðilegum varðveittum PRRs er fyrsta skrefið til að koma á hraðri meðfæddri ónæmissvörun. Eftir að hafa skynjað hugsanlega skaðlegar sameindir sem ekki eru sjálfar, virkja PRRs skilgreint mengi merkjafalla, sem lýkur með því að framkalla þol- eða varnarástand í hýsilfrumunni. Þetta leyfir framleiðslu og losun cýtókína, sem gefa boð til nágrannafruma um að fá ónæmisfrumur til að hefja sérstakt aðlagandi ónæmissvörun.

PRR eru staðbundin í mismunandi undirfrumuhólfum. Toll-like viðtakar (TLR), C-gerð lektín og scavenger viðtakar þekja frumuyfirborðið, sem og, þegar um TLR er að ræða, himnur í innkirtlahólfinu. NOD-líkir viðtakar (NLR), RIG-I-líkir viðtakar (RLR) og hringlaga GMP-AMP synthasi (cGAS) fylgjast með umfryminu fyrir frumuskemmdum eða nærveru ífarandi sýkla. Virkjun þessara viðtaka leiðir til örvunar eða bælingar á seytingu IFNs af tegund I, sem fjallað verður um í eftirfarandi köflum og er dregið saman á mynd 1.

Greining á frumufrumu DNA er aðallega miðlað af cGAS sem er tjáð alls staðar og skortur á sortuæxli 2 (AIM2) próteini. Þetta felur ekki aðeins í sér erlent DNA sem er unnið úr sýklum heldur einnig frumulitning sem stafar af erfðaeiturálagi. Þó að cGAS virkjun framkalli IFNs af tegund I, leiðir greining frumubundins DNA með AIM2 til frumudauða vegna virkjunar kaspasa-1 og síðari vinnslu og losunar þroskaðra IL-1 og IL{{ 5}} [55].

Binding við frumubundið DNA gerir cGAS í virku ástandi, sem leiðir til myndun annars boðberans hringlaga GMP-AMP (cGAMP) með blönduðu hryggjarstykki (c[G(20,50)pA(30,50)p]) , sem aftur er skynjað af próteininu sem vísað er til sem örvandi interferóngena (STING) [56-59], staðsett á himnu endoplasmic reticulum [60]. Virkjun STING leiðir til flutnings þess yfir í Golgi netið og virkjar TRAF fjölskyldumeðlim tengdan NF-KB virkjunarbindandi kínasa 1 (TBK1). Eftir sjálfvirka fosfórun virkjar TBK1 síðan IRF3 með beinni bindingu [61].

Þetta gerir dimerization þess kleift, flutning inn í kjarnann og upphaf umritunar IFNs af tegund I. IRF3 virkjun leiðir til upphafsbylgju umritunar með IFN- og IFN- 4 sem miðlæg umritunarmarkmið. Umritun á IRF7 er einnig framkölluð til að leyfa jákvæða endurgjöf sem leiðir til annarrar bylgju af seytingu IFNs af gerð I [62]. STING er nauðsynlegur miðlari þessarar viðbragðs þar sem skortur þess afnemur cGAS-framkölluðum IRF3 virkjun og IFN-örvun [63]. cGAS skortur á átfrumum úr beinmerg úr músum (BMDM) er skaðleg fyrir framkallun veirueyðandi IFN svörunar af gerð I við DNA veirum eins og herpes simplex veiru (HSV) 1, VACV og músa gammaherpesveiru 68, en hefur ekki áhrif á svörun við RNA veiran Sendai veira (SeV) [64,65]. Fyrir utan virkjun IRF3 virkar STING einnig sem virkjun NF-kB. Fyrir víðtæka úttekt á virkni cGAS-STING virkjunar er vísað til lesandans [66].

Rannsóknir á frumum úr cGAS−/− músum hafa sannað að cGAS er aðal DNA skynjarinn í frumum sem gefa mótefnavaka, eins og plasmacytoid dendritic frumur (pDCs) og hefðbundnar dendritic frumur (cDCs). Eyðing á cGAS í þessum frumum varð til þess að þær svöruðu ekki við DNA transfection og sýkingu með DNA veirum [67]. IFN-svörun af gerð I gagnvart þessum kjarnsýrum er einnig nauðsynleg sem frummerki fyrir virkni DNA-framkallaða AIM2 bólgusamstæðunnar [55].

Fyrir utan kjarnsýrur úr nokkrum DNA vírusum eins og cýtómegalóveirum [68,69], HSV 1 [67], VACV [67] og retroveirum [70], er cGAS einnig skynjari fyrir örveru DNA frá ífarandi bakteríum og frumdýrum eins og L. monocytogenes [71-73], Chlamydia trachomatis [74], Mycobacterium tuberculosis [75-77], Toxoplasma gondii [78] og Leishmania major [79].

Mikilvægasta fjölskylda frumu-RNA-nema er RIG-I-like viðtakafjölskyldan (RLR), sem samanstendur af retínósýru-framkallanlegu gen I próteini (RIG-I), sortuæxlisaðgreiningartengd prótein 5 (MDA5) og rannsóknarstofu erfðafræði og lífeðlisfræði 2 (LGP2). Þessi prótein geta skynjað 5-prime di- og þrífosföt stutts, bitlaus-enda tvíþátta (ds)RNA með RIG-I, eða langt dsRNA með MDA5 [80]. Öll þrjú próteinin innihalda DExD/H box lén með ATPase virkni, sem eru mikilvæg fyrir RNA bindingu. RIG-I og MDA5 innihalda ennfremur tvö KORT. Þessi N-enda lén eru ábyrg fyrir frekari niðurstraumsmerkjasendingum með því að bindast CARD léni hvatbera veiruhemjandi merkjapróteins (MAVS). C-enda lén RIG-I þjónar sem hamlandi lén, heldur próteininu í óvirku ástandi þar til það binst RNA og formbreytingar eru framkallaðar [81].

Eftir bindingu mismunandi frumu-RNA-tegunda eru bæði MDA5 og RIG-I háð K63-tengdri ubiquitination, bæði með samgildu og ósamgildu viðhengi [82]. Annaðhvort RIG-I, þríhliða mótíf-innihaldandi prótein 25 (TRIM25) [82] eða Riplet [83,84] geta virkað sem E3 ubiquitin ligases. Þetta ferli gerir RIG-I kleift að hómetramerískt [85] og staðsetur sig í MAVS við ytri hvatberahimnu sem byrjar fáliðun þess [86]. Þessi margfræðsla MAVS leiðir til virkjunar þess og gerir ráðningu á viðbótar eftirstraumspróteinum TRAF2, TRAF6 og TRADD [87,88]. Í kjölfarið eru TRAF3 [89] og TANK [90] ráðnir til að auðvelda virkjun TBK1 og IKKε, sem síðan fosfóra umritunarþættina IRF3 og IRF7. Virkjun þessara tveggja þátta gerir homodimerization þeirra og yfirfærslu í kjarnanum kleift þar sem þeir hefja umritun á tegund I og tegund III IFNs [91-94]. LGP2 inniheldur ekki CARD lén og þess vegna var lagt til að virka ekki í merkjasendingum, heldur sem eftirlitsaðili fyrir RIG-I eða MDA5 virkni [95].

1.3. Framleiðslu interferónsvörunar af tegund I með himnubundnum TLR

Þó að flestir meðlimir TLR fjölskyldu TLRs geti virkjað NF-KB merkjafallið með MyD88, eru IFN af gerð I framkölluð af TLR með virkjun TRIF [96]. Meðal þessara TLR hefur TLR4 reynst mikilvægasti hvati IFNs af tegund I. Viðurkenning á LPS, eða nokkrum veirupróteinum, leiðir til virkjunar TRIF. TRIF getur síðan tengst TBK1 beint, framkallað IRF3 virkjun og flutning inn í kjarnann eins og lýst er hér að ofan [97,98]. Ennfremur eru TLR3, sem einnig gefur merki um TRIF, og TLR7 og TLR9 örvar IFN svörunar [98]. TLR7 og TLR9, eru aðallega tjáð í pDCs þar sem þau örva tegund I IFN tjáningu á MyD88-háðan hátt. pDCs tjá IRF7 í samsetningu og sýnt hefur verið fram á að MyD88 getur myndað flókið með IRF7 til að koma af stað virkjun þess og umritunarvirkni [99.100]. Fyrir ítarlegri úttekt á TLR-völdum ónæmisboðum, sjá [101,102].

1.4. Framleiðsla á interferónsvörun af NLR

Fyrir utan himnubundin TLR og frumubundin RLR, er NOD-eins viðtaka (NLR) próteinfjölskyldan annar hópur frumubundinna PRR. Í spendýrum hefur samtals 22 mönnum NLR verið lýst [103]. NLR einkennist af sameiginlegu þríhliða mótífi, sem samanstendur af miðlægu núkleótíðbindingu og fáliðun (NACHT) léni, C-terminal leucine-rich repeats (LRRs) og breytilegu N-terminal effector domain. Samkvæmt verkunarléni þeirra eru NLR flokkuð í mismunandi undirhópa: CARD-umritunar- og virkjunarlén (CARD-AD) sem inniheldur NLRA, bakúlóveiruhemjandi apoptosis (BIR) lén sem ber NLRB, kaspasavirkjun og nýliðunarlén (CARD) sem inniheldur NLRC og pyrin lén (PYD) sem inniheldur NLRP [104]. NLRX1 inniheldur óhefðbundið N-enda lén, sem deilir engum samsvörun með N-enda lénum annarra próteinfjölskyldumeðlima. Það er enn frekar einstakt þar sem það inniheldur hvatbera staðsetningarröð (MLS) [105].

NOD1 og NOD2 voru stofn- og nafngiftir þessarar próteinfjölskyldu [106-108]. NOD1 og NOD2 virka sem innanfrumuskynjarar peptidoglycan (PGN) íhluta frá bakteríufrumuveggnum til að hefja viðeigandi ónæmissvörun [106,107,109-111]. Hins vegar virka ekki öll prótein þessarar undirfjölskyldu sem góðri trú PRR. Þetta er gefið til kynna af þeirri staðreynd að engin bein bindilbinding, eða jafnvel bein virkjun, hefur fundist fyrir flesta meðlimi NLR próteinfjölskyldunnar. Ennfremur bindast sum NLR með þekktum virkjunum, eins og NLRC4 [112], ekki virkjunum sínum beint, heldur þurfa frekar aukaprótein. Fyrir utan virkni NLRs sem PRRs með beinni örvun á bólgueyðandi boðleiðum (NOD1, NOD2, NLR fjölskyldu frumudfjóluhamlandi prótein NAIP), mynda sum NLR sérhæft fjölprótein flókið, bólgueyðandi.

Bólgumyndun á það sameiginlegt með apoptosis-associated speck prótein (ASC), sem er ráðið af PYD af virkjaðri NLR. Þar af leiðandi er mjög skipulagður fjölpróteinboðavettvangur byggður, sem pro-caspase-1 er ráðinn til, sem leiðir til þroska pro-IL-1 og pro-IL-18 [113]. Aðgerðum sem ekki eru PRR hefur einnig verið lýst fyrir tvö önnur NLR prótein, nefnilega MHC Class II transactivator (CITA) og NLRC5, sem eru umritunarstýringar, sem hefur verið lýst að skutlast inn í kjarnann, þar sem þau geta haft samskipti við fjölprótein umritunarkomplex, kallað MHC enhanceosome, til að örva umritun MHC flokks II og MHC flokks I gena, í sömu röð [114-117]. Kjarnaflutningi og beinni umritunarstjórnun hefur frekar verið lýst fyrir NLRP3 [118] og NOD2 [119]. Nokkrir aðrir NLR hafa nýlega verið lýst sem mótara á meðfædda ónæmissvörun. Fyrir frekari upplýsingar um virkni NLR próteina er lesandanum vísað til nýlegra yfirlitsgreina [120-122]. Hins vegar, til þessa dags, eru enn nokkur NLR prótein sem hafa ekki verið rannsökuð virkni þeirra.

Í eftirfarandi köflum gefum við yfirlit yfir núverandi skilning okkar á virkni NLR í IFN svörum. Fyrir samantekt sjá töflu 1 og mynd 2.

2. Neikvæð endurgjöf frá eftirlitsaðilum um interferónsvörun af tegund I frá NLR

2.1. NLRX1

NLRX1 hefur verið tengt við fjölbreyttar merkjaleiðir. Það dregur úr NF-KB virkjun við TLR virkjun [138,139,176] og getur aukið ROS framleiðslu og þar með aukið JNK leiðina [177-180]. Ennfremur stuðlar NLRX1 einnig að sjálfsáhrifum með tengslum við Tu þýðingarlengingarþátt (TUFM) [140] og eykur IRF1 próteinmagn við veirusýkingu með því að draga úr hömlun á mRNA þýðingu með próteinkínasa R (PKR) [181]. NLRX1 hefur einnig verið bendlaður við framköllun frumudauða [182] og stjórnun á NLRP3 inflammasome [183,184].

Fyrir utan þessar aðgerðir er NLRX1 einn best lýsti NLR sem stjórnar tegund I IFN svörum. NLRX1 virðist ekki vera skynjari fyrir veirusýkingu eða bakteríusýkingu, heldur neikvæður eftirlitsmaður af tegund I IFNs [105,138]. Óvenjuleg virkni þess er undirstrikuð af þeirri staðreynd að hún inniheldur MLS í N-endanum [105,178,185]. Þó er nákvæm staðsetning á hvatberum enn umdeilt, þar sem bæði staðsetning á hvatberafylki og ytri hvatberahimnu [105] hefur verið greint frá.

Með milliverkunum við MAVS stjórnar NLRX1 RIG-I-MAVS-háðri IFN-örvun á neikvæðan hátt með því að trufla samspil MAVS og RIG-I [105,138]. Þess vegna leiðir oftjáning NLRX1 til skertrar RIG-I háðrar veirueyðandi merkja og þar með aukinnar veiruafritunar [141,142]. NLRX1 gæti miðað MAVS fyrir niðurbrot próteasóma með nýliðun fjöl (rC) bindandi próteins 2 (PCBP2) sem er ráðið af NACHT léni NLRX1 [142]. Þögn á NLRX1 í pDCs, þar sem NLRX1 er samsett tjáð, og í monocyte-afleiddum DCs (moDCs), þar sem grunngildi NLRX1 eykst við aðgreining, leiðir einnig til hærra RLR-framkallaðs magns af tegund I IFN [143], sem styður neikvæð stjórnun á RIG-I framkölluðum merkjum.

Brot á NLRX1 leiðir til aukins umritunarmagns IFNb1, STAT2 og 20 -50 -oligoadenylate synthetasa 1 gensins (OAS1) eftir veirusýkingu, sem bendir til neikvætt stjórnunarhlutverks NLRX1 á IFN-/STAT2/OAS1 ásnum [138] . Í samræmi við það veldur veirusýking meiri tjáningu á IFNa2, IFNb1, OAS1 og STAT2 í Nlrx1-/- músum samanborið við villigerðarmús. Hins vegar minnkaði slík aukin veirueyðandi svörun vefjaþol gagnvart lungnaskemmdum [138]. Fas-tengdur þáttur 1 (FAF1) var aftur á móti skilgreindur sem hemill NLRX1-miðlaðrar minnkunar á IFN tjáningu af tegund I. FAF1 keppir við MAVS um bindingu við NLRX1 og stjórnar því jákvætt vírus-framkallaða IFN seytingu af tegund I. Lagt er til að við FAF1 bindingu losni NLRX1 frá MAVS, sem er þá fær um að hafa samskipti við RIG-I og auka tegund I IFN örvun [144]. Annar aðferð þar sem NLRX1 getur hamlað örvun IFNs af gerð I er með því að bindast STING. Þessi milliverkun eykst við veirusýkingu og aðskilur TBK1 frá próteinfléttunni [145]. Ennfremur tekur NLRX1 þátt í stjórnun sjálfsáts. Samspil hvatbera TUFM við NLRX1 var stungið upp á til að auka sjálfsát og þar með hindra IFN merki af tegund I [140].

Það skal tekið fram að hamlandi áhrif NLRX1 á MAVS-háða tegund I IFN örvun er nokkuð umdeild, þar sem nokkrir hópar gátu ekki staðfest ofangreind áhrif [146-148]. Þar sem sýnt var fram á að NLRX1 hefur mismunandi áhrif á IRF3- og IRF1- miðlað svör, gæti þetta útskýrt, að minnsta kosti að hluta, þessar misvísandi niðurstöður [181].

2.2. NLRC3

NLRC3 getur neikvætt stjórnað nokkrum merkjaleiðum eins og NF-KB [186,187], mTOR [188], og samsetningu og virkni NLRP3 bólgusjúkdómsins [189]. Ennfremur var sýnt fram á að það dregur úr sjálfsónæmis- og veirusértækum CD4 plús T-frumuviðbrögðum með því að hindra TNF og IFN-framleiðslu [187.190] og með því að draga úr fjölgun Th1 og Th17 frumna [187].

NLRC3 takmarkar einnig tegund I IFN framleiðslu sem svar við frumubundnu DNA, hringlaga di-GMP (c-di-GMP) og HSV1 sýkingu með því að hindra beint samspil STING og TBK1 [149]. Á vélrænan hátt hindrar NLRC3 STING-verslun frá bráðamóttökunni til perkjarna/golgi staðsetningar og endoplasmic-tengdra puncta eftir DNA skynjun [149]. Þessi neikvæða stjórnun STING af NLRC3 kemur í veg fyrir TBK1-háða fosfórun á IRF3 með því að bindast Ras GTPase-virkjandi-líkt prótein IQGAP1 [191]. NLRC3 skortur á BMDM og MEF úr músum leiðir til meiri DNA- og HSV1-framkallaðrar tegund I IFN, IL-6 og TNF framleiðslu. Þar af leiðandi sýna Nlrc3-/- mýs sýktar af HSV1 minni sjúkdóma og veiruálag [149]. NLRC3 gæti einnig gegnt hlutverki í RIG-I-framkölluðu IFN svörun [192], hins vegar eru ríkjandi áhrif á cGAS-framkallaða ferlið [149].

Neikvæð stjórnun á TLR merkjasendingum af NLRC3 er miðlað af myndun fléttu með TRAF6 og lagt var til að frumusamstæður TRAFs með reglugerðar NLR, kallaðar "TRAFasomes", væru til sem virka sem eftirlitsvettvangar [186]. Það á eftir að koma í ljós hvort slík atburðarás gæti einnig stuðlað að stjórnun á interferónferlum með NLRC3.

Fyrir utan virkni sína sem neikvæður eftirlitsaðili getur NLRC3 bundið tvíþátta veiru DNA með LRR með mikilli sækni, sem leiðir til þess að ATPase virkni þess í NBD eykst 10-falt. Binding ATP dregur úr samspili NBD við STING, sem leiðir til virkjunar á tegund I IFN ferli [193].

2.3. NLRC5

NLRC5 er hluti af sérstöku safni NLR sem virka sem umritunarstjórnendur MHC flokks I og flokks II gena [114,151,194]. Bæði NLRC5 og CIITA bindast viðkomandi umritunarmarkmiðum sínum á MHC-stýrisvæðum í gegnum sama fjölprótein DNA bindisamstæðu [115,117,195,196]. NLRC5 er formbundið tjáð í fjölmörgum eitillíffærum og hindrunarvef, svo sem lungum og meltingarvegi, sem eru gátt fyrir nokkra sýkla [114,151,194]. Tjáningu á NLRC5 og síðari MHC flokki I genatjáningu er hægt að auka með örvun með IFN- [114,151,194,197].

Í fyrstu lýsingu á NLRC5 var greint frá því að það hefði áhrif á umritun frá ISRE og GAS skýrsluþáttum, en oftjáning NLRC5 leiddi til hækkaðs magns IFN-mRNA í HeLaS3 frumum. Þessar niðurstöður voru staðfestar með siRNA-miðluðu rothöggi [114], og við sýndum að í THP-1 frumum og frumhúðtrefjafrumum dregur siRNA niðurfall NLRC5 úr IFN- og CXCL10 örvun við SeV sýkingu [151]. Sýnt var að NLRC5 hindrar afritun inflúensu A veiru (IAV) í lungnaþekjufrumulínu A549 og eykur RIG-I og tegund I IFN umritun [152].

Samspil NLRC5 og RIG-I var staðfest sjálfstætt af Cui o.fl. Hins vegar greindu þessir höfundar frá neikvæðum áhrifum NLRC5 oftjáningar á gerð I IFN luciferasa reporter virkjun með fjöl(I:C) [153]. Á sama tíma var sýnt fram á að niðurfelling NLRC5 í nokkrum mismunandi frumulínum leiddi til aukinna IFN-viðbragða gegn annað hvort fjöl(I: C) meðferð eða VSV sýkingu [153]. Hins vegar er reglugerðin um IFN-virkjun af NLRC5 enn umræða [151]. Athyglisvert er að Nlrc5-/- mýs þar sem exon 4 var skotmark sýndu hvorki breytt grunngildi né fjöl(I: C) framkallað IFN-sermisþéttni samanborið við villidýr [154]. Þessu er andstætt rannsóknum sem nota annað NLRC5 knockout mús líkan, þar sem exon 8 var skotmark. Ex vivo örvun með VSV eða pólý(I: C), sem og kerfisbundin áskorun með VSV, leiddi til hærra stigs IFN- og sterkari fosfórunar á IRF3 [155].

Þó að hlutverk NLRC5 sem lykilstjórnandi fyrir MHC flokki I genastjórnun sé vel þekkt, virðist hlutverk NLRC5 í IFN svörun af tegund I vera mjög háð frumugerð og lífverusamhengi [156]. Þetta er vel sýnt af athuguninni, að niðurfelling á NLRC5 eykur RIG-I-framkallaða veirueyðandi IFN svörun í pDCs, á meðan það hefur ekki áhrif á sömu leið í moDCs. Athyglisvert er að þessar tvær frumugerðir eru mismunandi í grunntjáningarstigi NLRC5 [143], sem bendir til mismunaframlags NLRC5 til IFN-stýringar í þessum frumugerðum. Fyrir utan hlutverk sitt í kynningu mótefnavaka, er líklegt að NLRC5 hafi frekari hlutverk í veirueyðandi ónæmi sem tengist meðfæddri uppgötvun vírusa fyrir utan hlutverk sitt í kynningu mótefnavaka, eins og gefið er til kynna í sumum rannsóknunum sem fjallað er um hér að ofan.

2.4. NLRP2

Hjá mönnum er NLRP2 aðallega tjáð í heila, brisi, nýrum og æxlunarvef eins og eistum og fylgju [157,198,199]. Í ónæmisfrumum er NLRP2 uppstýrt í átfrumum sem svar við B-DNA hliðstæðu dAdT, sem og í T frumum við virkjun RIG-I [198]. Munur er á milli músa og manna frumustofna. Öfugt við frumur úr mönnum er NLRP2 ekki uppstýrt í CD3 plús T frumum í músum við RNA og DNA skynjun, en í CD14 plús mergfrumur í músum leiðir RNA skynjun til aukinnar tjáningar á NLRP2 [198]. Sýnt var fram á að NLRP2 próteinmagn hækkaði við IFN-, IFN- og LPS meðferð í átfrumnalíkum aðgreindum THP-1 frumum úr mönnum, en CpG meðferð hafði ekki áhrif á NLRP2 próteinmagn [157]. Meðal frumudrepanna sem stjórna NLRP2 tjáningu, gerir sammeðferð með IFN- og TNF- kleift að virkjun bólgueyðinga sem ekki er kanónísk með innanfrumu LPS í pericytum heila [158].

Hvað varðar IFN reglugerð af tegund I, getur NLRP2 bundið TBK1 sem leiðir til truflaðra samskipta við IRF3, sem leiðir til minni IFN-framleiðslu [159], þó að þetta sé einstök athugun eins og er.

2.5. NLRP4

NLRP4 hefur aðeins verið rannsakað nýlega. Þó að NLRP4 innihaldi PYD, hefur NLRP4 ekki samskipti við inflammasome millistykki prótein ASC [200] og hefur ekki áhrif á IL1 seytingu [201]. Því var lýst til að stjórna myndun autophagosome og autophagic ferla [201,202] og að stjórna neikvæðri NF-KB svörun [163,203]. Ennfremur hefur verið lýst að NLRP4 gegni hlutverki í fósturþroska [204]. Það er tjáð í eggfrumum manna og snemma fósturvísum [205], og sjö genaafrit af Nlrp4 eru tjáð í músaeggfrumum [206-208]. Niðurfelling á Nlrp4e í músaeggfrumum veldur þroskastoppi á milli 2- og 8-frumustigs [204].

NLRP4 bælir tegund I IFN svörun með því að miða á TBK1 fyrir niðurbrot. Þetta er miðlað af nýliðun á eyddum E3 ubiquitin ligasa 4 (DTX4). NLRP4 hefur samskipti við kínasa lén fosfórýleraðs TBK1 sem auðveldar K48-tengda polyubiquitination á TBK1 við lýsínleif 670 með DTX4 [164]. Þessu niðurbroti gæti verið miðlað af signalosome flóknu þar á meðal NLRP4, ubiquitin-sérhæfðum peptíðasa 38 (USP38), DTX4, TRAF víxlverkandi próteini (TRIP) og hugsanlega einhverjum fosfatasa sem enn á eftir að bera kennsl á. Við veirusýkingu verður TBK1 virkjað, sem leiðir til K63- og K33-tengdrar alls staðar. Myndun þessa fléttu leiðir til breytinga á K33-tengdri ubiquitination við lýsínleif 670 við TBK1 og skipt út fyrir K48-tengd fjölubiquitination [165].

Hins vegar gæti þetta ekki verið eina leiðin þar sem tvísérhæfni týrósínfosfórýleringarstýrður kínasa 2 (DYRK2) reyndist stuðla að NLRP4-miðluðu niðurbroti TBK1 [166]. DYRK2 fosfórýlerar TBK1 á serínleif 527, sem er nauðsynlegt fyrir nýliðun NLRP4 og eykur víxlverkun próteinanna tveggja. Þetta stuðlar að K48-tengdri fjölubíquitinering TBK1. Höfundarnir benda til þess að DYRK2 auki niðurbrot TBK1 í gegnum NLRP4-DTX4 tengslin [166]. Í hjartavöðvafrumum hjá rottum var tilkynnt um minnkað TBK1 og IRF3 gildi við oftjáningu NLRP4 á skammtaháðan hátt [163].

Við vitum enn mjög lítið um lífeðlisfræðilega virkni NLRP4. Tengsl niðurbrots NLRP4 ísóforma við þroskagalla í eggfrumum gætu stafað af vantandi þoli gagnvart DNA frá föður eins og sýnt hefur verið fram á fyrir NLRP14 (sjá hér að neðan). Gögn sem safnast saman úr rannsóknunum sem teknar eru saman hér að ofan benda til þess að lykilaðferð NLRP4 sé stjórn á helmingunartíma TBK1 með niðurbroti próteasóma.

For more information:1950477648nn@gamil.com