TBK1对NLRC4炎症小体的作用及其机制研究

目的:探究TANK结合激酶1(TANK-binding kinase 1,TBK1)调控核苷结合寡聚化结构域样受体4(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor 4,NLRC4)炎症小体激活的作用及其机制。方法:在鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium,S.T)感染的永生化骨髓巨噬细胞(immortalized bone marrow derived macrophage,IBMDM)中,Western blot检测NLRC4炎症小体激活及其下游分子半胱天冬蛋白酶1(cysteine aspartic acid specific protease 1,Caspase-1)和Gasdermin D(GSDMD)的剪切情况;乳酸脱氢酶检测试剂盒检测细胞培养基上清中乳酸脱氢酶的含量;蛋白质免疫共沉淀实验确定TBK1与NLRC4的相互作用及其具体结构域;细胞免疫荧光实验确定TBK1与NLRC4的空间定位;GST pull-down实验确定TBK1与NLRC4是否存在直接相互作用;凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)寡聚化检测实验验证NLRC4炎症小体组装。构建S.T感染C57BL/6小鼠动物模型,观察小鼠生存情况。涂板计数腹腔灌洗液和肺的细菌负荷量;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测腹腔灌洗液及血清中的肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α和白细胞介素(interleukin,IL)-1β的含量;流式细胞术检测腹腔灌洗液中的中性粒细胞比例。结果:在S.T感染的IBMDM中,抑制TBK1可减弱NLRC4炎症小体激活,NLRC4磷酸化水平下降,Caspase-1与GSDMD的剪切减少;TBK1与NLRC4存在相互作用,TBK1的N端与NLRC4的NACHT结构域相互作用;TBK1与NLRC4存在空间上的共定位;TBK1可以磷酸化NLRC4的Ser533位点。S.T动物模型实验显示,抑制TBK1活性可以显著提高小鼠的生存率;减低小鼠腹腔灌洗液和肺中的细菌负荷量;降低血清以及腹腔灌洗液中的IL-1β、TNF-α的表达水平;减少腹腔灌洗液中的中性粒细胞比例。结论:TBK1与NLRC4相互作用,磷酸化NLRC4 Ser533位点,促进NLRC4炎症小体的激活,为治疗相关疾病提供理论依据和新的潜在靶点。