TRAF6 是一類泛素連接酶(E3 ligase),它是先天免疫信號傳遞過程中十分重要的蛋白。在免疫細胞接受外界刺激(pamps)時,TRAF6會進行同源聚合并"自行"k-63泛素化。泛素化后的TRAF6會招募TAK1以及輔助蛋白TAB1,TAB2,從而激活IKK復合體,最終導致NF-kB的激活。然而,目前還沒有關于TRAF6在泛素化一外其它方面的研究。另外一方面,MSK4是一類"生發中心蛋白激酶"家族的成員,它廣泛參與了細胞內的代謝活動。最近,來自中國科學院上海生物研究所的周兆才研究組與王琛研究組發現MSK4參與了TRAF6的活性調控。相關研究成果發表在《nature:immunology》雜志上。
作者首先發現這樣一個現象:患有膿毒癥(一種系統性炎癥)的患者外周血細胞中MST4的表達量要明顯低于健康人群,其IL-6的表達量與MST4的表達量具有高度的反向相關性。之后,作者通過體外LPS刺激不同類型的小鼠原代巨噬細胞以及體內刺激小鼠并檢測不同組織器官中的MST-4的表達量。結果顯示:在接受刺激之后,MST4會有一個快速的上升。
為了研究MST4在免疫應答過程中的作用,作者通過RNA干擾的方式人為地調低了MST4的表達量,結果顯示,MST4的下調使巨噬細胞在接受LPS刺激時產生更多的IL-6與TNF-a。一系列的相關實驗證明了MST4對于一直免疫反應的作用。
那么MSK4是如何行使功能的呢?作者首先猜想MST4的磷酸化活性可能提供了幫助。因此,他們通過突變的方式得到了兩種不同的MST4突變體:穩定活化(T 198 E),穩定失活(K 53 R)。通過比較不同的MST4在相應先天免疫信號中的差異,作者發現TE較野生MST4更能抑制TNF-a與IL-6的釋放,然而KR則完全失去了抑制活性。以上實驗結果說明MST4抑制免疫活性的能力是依賴于其激酶活性。
作者利用NF-KB報告系統對MST4的分子機制做了進一步研究。結果顯示,MST4能夠抑制TRAF6引起的NF-kB激活,說明MST4的作用位點位于TRAF6下游。之后,作者通過免疫共沉淀的方法發現MST4與TRAF6存在相互作用。之后,作者發現在MST4存在的情況下,TRAF6的泛素化收到了明顯的抑制。進一步通過突變的方法使TRAF6本身的泛素化能力喪失,發現不論MST4存在與否TRAF6均不能得到泛素化。以上結果說明MST4的確抑制了TRAF6的自體泛素化過程。之后作者還證明了MST4抑制TRAF6泛素化的作用依賴于其磷酸化的能力。最后,作者通過生化的手段證明MST4能夠造成TRAF6 T463與T486位的磷酸化。這一磷酸化對于TRAF6的自體聚合與自體泛素化十分重要。
綜上,作者通過一系列體外的生化實驗證明了MST4能夠通過磷酸化TRAF6 463與463位的蘇氨酸,從而抑制其在受到上游信號刺激的條件下引起的自體聚集與自體泛素化,從而達到抑制下游NF-kB激活的效應。
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