תפקיד ה-NLR בוויסות איתות אינטרפרון מסוג I, הגנה מארח וסובלנות לדלקת חלק 2

2.6. NLRP11

התוספת האחרונה לרשימת חלבוני NLRP עם השפעות רגולטוריות על איתות IFN מסוג I היא NLRP11. הגן שלו ממוקם בצביר גנים יחד עם NLRP8 ו-NLRP13, ונמצא אנטי מקביל בסמוך לווסת הידוע של תגובות IFN מסוג I NLRP4. לפיכך הועלה השערה כי NLRP11 עשוי לחלוק קווי דמיון פונקציונליים עם NLRP4. ואכן, NLRP11 זוהה לאחרונה כמווסת שלילי של תגובת IFN מסוג I. הוכח כי ביטוי יתר של NLRP11 מעכב תגובות IFN- הנגרמות על ידי SeV ו-poly(I:C) בתאי THP-1 [170,171]. Qin et al. הצענו את הקישור של NLRP11 לסיגנלוזום המזוהה עם MAVS וערעור יציבות לאחר מכן של חלבון המתאם TRAF6 כמנגנון הרגולציה [171], עם זאת, הראינו כי NLRP11 גם מעכב תגובות TBK1- IFN מסוג I, בטענה ל- מנגנון חלופי, הפועל במורד הזרם של ההפעלה של TRAF6 [170]. אנו עדיין יודעים מעט על התפקיד הפיזיולוגי של NLRP11, ונראה כי הומלוג של NLRP11 נעדר בעכברים [209]. הביטוי הגבוה של NLRP11 בתאי B [170] עשוי לרמוז על תפקידו של NLRP11 בזיהומים ויראליים טרופיים של תאי B.

מווסת תגובה של אינטרפרון (IFN) מסוג I (IRF) הם מחלקה מרכזית של ציטוקינים המעורבים בתהליכים ביולוגיים מגוונים כולל תגובות חיסוניות. הקשר בין IRF לחסינות קרוב.

בני משפחת IRF כוללים 10 חלבונים כולל IRF1 עד IRF10, אשר ממלאים תפקיד חשוב בתגובה החיסונית. IRF1, IRF3 ו-IRF7 ממלאים תפקידים חשובים בזיהום ויראלי, אפופטוזיס, גידולים וריבוי תאים. IRF3 ו-IRF7 יכולים להפעיל את השעתוק של IFN מסוג I במהלך הדבקה בנגיף, לקדם שגשוג והתמיינות של תאי חיסון ולשפר את עמידות הגוף לפתוגנים. בנוסף, IRF1 ו-IRFs אחרים ממלאים גם הם תפקיד חשוב בהפעלה ובוויסות של תאי T, הנחתה חיסונית ומחלות אוטואימוניות.

מחקרים הראו שבהיעדר בני משפחת IRF, תפגע עמידות הגוף לפתוגנים, ובעיות כמו זיהום וגידולים יתרחשו בקלות. בנוסף, חלק מה-IRFs קשורים גם להתרחשות והתפתחות של מחלות אוטואימוניות. לכן, המחקר על הקשר בין IRF לחסינות יעזור לחשוף את מנגנון התגובה החיסונית של אורגניזמים ויספק רעיונות ושיטות חדשות לטיפול במחלות. מנקודת מבט זו, עלינו לשפר את החסינות. Cistanche יכול לשפר משמעותית את החסינות. ל- Cistanche יש גם השפעות אנטי-וירוס ואנטי-סרטניות, שיכולות לחזק את יכולת המערכת החיסונית להילחם ולשפר את חסינות הגוף.

לחץ על היתרונות הבריאותיים של cistanche

2.7. NLRP12

NLRP12 הוא חלבון NLR רגולטורי נוסף עם פונקציות מרובות בתגובות חיסוניות חיידקיות, טפיליות וויראליות. זה יכול ליצור דלקת [210] המופעלת עם זיהום בחיידקים כגון Yersinia pestis [211] או פרוטוזואנים כמו Plasmodium [212]. לעומת זאת, רמות נמוכות של NLRP12 מתואמות עם רמות גבוהות יותר של IL-1 במודל דיאטה עתירת שומן של השמנת יתר [213], ו-Silveira et al. ראה ייצור מוגבר של פעילות IL-1 ו-caspase-1 ב-Brucella abortus מודבק BMDM של עכברים מחיות Nlrp12−/− [214]. מלבד תפקידו באיתות דלקתי, ל-NLRP12 יש פונקציות אנטי דלקתיות במסלולים שונים. זה מעכב איתות MAPK ומווסת לרעה את מסלול ה-NF-KB הקנוני וגם הלא-קנוני [214-217]. בבני אדם, החשיבות של NLRP12 כמווסת אנטי דלקתית מודגשת על ידי התצפית שמוטציות נדירות ב-NLRP12 גורמות לתסמונת האוטו-דלקתית המשפחתית (FCAS) [218].

NLRP12 הוצע לתפקד כנקודת ביקורת מיאלואידית להשראת IFN על ידי נגיפי RNA. בתגובה לזיהום VSV או ל-RIG-I אגוניסט 50ppp-dsRNA ופולי(I:C קצר), מחסור ב-NLRP12 ב-DCs של בני אדם ועכברים מביא לייצור מוגבר של IFN וציטוקינים הקשורים אליו, כולל TNF [173]. In vivo, עכברי Nlrp12-/- מראים תגובה מוגברת של IFN ו-TNF מסוג I לזיהום VSV, מה שגורם לעומס נגיפי נמוך יותר ולהחלמה מהירה יותר [173]. מבחינה מכאנית, NLRP12 מחליש את האיתות החיסוני בתיווך RIG-I על ידי קידום השפלה בתיווך RNF125- של RIG-I. זה משפר עוד יותר את ה-K63-קישור ubiquitination של RIG-I על ידי TRIM25, ומונע את הפעלתו [173]. הביטוי של רוב ה-NLRs מווסת עם זיהום מיקרוביאלי. לעומת זאת, הביטוי של NLRP12 מווסת למטה במהלך זיהום VSV ובכך מאפשר תגובה IFN חזקה [173]. הביטוי המופחת על גירויים מיקרוביאליים הוצג גם עבור החלבון המעכב NLRC3 [186].

לסיכום, ההשפעה המעכבת הדומיננטית של NLRP12 על השראת IFN מסוג I מתווכת ככל הנראה על ידי הפרעה לאיתות RIG-I. זה בהסכמה עם פונקציה מעכבת של NLRP12 על NOD2 הפועלת בסינרגיה עם MAVS ו-TBK1 [174] (ראה גם פרק על איתות NOD2).

2.8. NLRP14

תפקידו של NLRP14 בחסינות מולדת לא נחקר היטב עד כה. NLRP14 מתבטא באשך ובשחלה [219,220] והמחסור בו גורם לכשל רבייה בעכברים זכרים ונקבות [220]. מוטציות בגן NLRP14 קשורות גם לאי פוריות בגברים [219]. מבחינה מכאנית, הוכח כי NLRP14 מגן על HSPA2, חבר HSP70 הספציפי לאשך החשוב להתמיינות תאי נבט ו-spermatogenese, מפני השפלה מתווכת פרוטאזום על ידי גיוס המלווה BAG2 [221].

חישה לא מתאימה של חומצות גרעין ציטוזוליות עלולה לגרום לתגובות אוטו-אימוניות. העיכוב של חישת חומצת גרעין חשוב במיוחד במהלך ההפריה כאשר ה-DNA של תאי הזרע קיים בציטופלזמה של הביצית. על ידי כריית נתוני רצף RNA ובחירת גנים מועמדים המבוטאים ספציפית בתאי נבט ומווסתים לאחר הפריה, Abe et al. זיהה NLRP14 כמווסת חישה משוער של חומצת גרעין [175]. בביציות, הזרקת siRNA המכוונת ל-NLRP14 מובילה להפריה מופסקת ולהתפתחות מוקדמת של עוברים [222]. אייב ועוד. יכול להראות שהטרנסדוקציה של תאי HEK293T עם NLRP14 הפחיתה באופן משמעותי את ההפעלה של פרומטור בתיווך ISRE ו-NF-κB בהקשר של STING, TRIF, TBK1 ו-IRF3, אך לא IRF7 [175].
CRISPR/Cas9 גרם ל-KO של NLRP14 בתאי HEK293T המבטאים באופן יציב את ה-STING ו-siRNA בתאי אפיתל סימפונות ראשוניים של בני אדם (HBEC) הביאו לחישת DNA ו-RNA משופרת, כמו גם להפרשה מוגברת של IFNs מסוג I וחסינות אנטי-ויראלית. מבחינה מכאנית, NLRP14 מכוון ל-TBK1 עבור Ubiquitination והשפלה. לכן, NLRP14 פוגע גם באיתות המושרה על ידי RIG-I ו-MAVS. בלולאת משוב שלילי, מולקולות המתאם STING ו-MAVS מתווך את הפירוק הפרוטאזומלי של NLRP14, שעשוי להיות חשוב לשיקום חישת חומצת גרעין לאחר הפריה [175].

יחד, ממצאים אלה מצביעים על כך ש-NLRP14 ממלא תפקידים חשובים בזרע ובקרה שלילית של חישת DNA ציטוזולית בביציות במהלך ההפריה, אם כי האחרון מבוסס על מחקר יחיד וממתין לאימות במערכות אחרות.

3. השפעה סינרגטית של NLRs על תגובות IFN סוג I על חומצת גרעין וחישת חיידקים

3.1. NOD1

NOD1 הוא החבר המייסד של משפחת NLR [108,223] ופועל כחיישן ציטוזולי של רכיב דופן תא חיידקי משומר -D-glutamyl-meso-diaminopimelic acid (iE-DAP) המצוי בחיידקים גראם-שליליים ובכמה חיידקים גראם-חיוביים [ 106,110]. זה מתבטא באופן נרחב בסוגי תאים שונים [108] שבהם הוא ממוקם בממברנות, בעיקר בממברנות הפלזמה [224-226]. מלבד חישת חיידקים, NOD1 הוצע גם כחיישן של פעילות GTPase קטנה והפרעות F-actin, הנגרמות על ידי זיהומים חיידקיים [227-229]. NOD1 משרה איתות NF-κB באמצעות הפעלה של סרין/תרונין-חלבון קינאז 2 (RIPK2) [230] בעל אינטראקציה עם קולטן החלבון המתאם שלו וחשוב לפינוי חיידקים גם על ידי התערבות באוטופגיה [226].

טיפול ב-IFN-ופולי(I:C) יכול להגביר את הביטוי של NOD1 במספר סוגי תאים, כולל תאי אבות עצביים של עכברים בוגרים, [123]. כתוצאה מכך, רמת התעתיק של NOD1 נגרמת על ידי HCV [231], נורוווירוס [232], וזיהום ציטומגלווירוס אנושי (HCMV) [124].

NOD1 מחובר בדרך כלל להפעלת NF-κB באמצעות RIPK2, עם זאת, הוא יכול גם להפעיל ביטוי גנים של IFN, כפי שמוצג על ידי מבחני כתב גנים באמצעות גירוי עם Legionella pneumophila שנרצחה בחום [125]. In vivo, טיפול בעכברים עם ליגנד NOD1 FK156 מביא לרמות גבוהות של IFN- בסרום, שלא ניתן היה לראות בעכברים חסרי Nod [126,127]. במהלך זיהום בהליקובקטר פילורי, NOD1 תורם להשראת אפיתל של IFNs מסוג I. בתהליך זה, הפעלת NOD1 על ידי iE-DAP יכולה לגרום לאינטראקציה של RIPK2 עם TRAF3, אשר בתורו מפעילה גם TBK1 וגם IKKε [126]. בתאי המעי הגס HT29, גירוי עם iE-DAP מוביל לטרנסלוקציה גרעינית של IRF7 ו-IRF9, אך לא IRF3. ניתן לגרום לביטוי וטרנסלוקציה גרעינית של קומפלקס ISGF3 על ידי NOD1 [126,127]. לגירוי Tri-DAP של פיברובלסטים של העורלה האנושית יש אפקט מגן מפני HCMV, אך לא זיהום HSV-1.

טיפול מקדים ב-Tri-DAP מגביר את תגובת ה-IFN ומדכא שכפול של HCMV, בעוד שההשבתה של NOD1 גורמת לירידה בתגובות IFN- [124]. אינדוקציה של NOD1 של IFN- תלויה ב- RIPK2, מכיוון ש- RIPK2 נוק-דאון אינו מעניק את ההשפעות המגנות של ביטוי IFN- המושרה על ידי Tri-DAP במהלך זיהום HCMV. בינתיים, מוטציה של ה-CARD של NOD1 (E56K) מספיקה כדי להקהות הפרשת IFN מסוג I על ידי שיבוש האינטראקציה עם RIPK2 [124]. באופן מעניין, ניתן היה להדגים היווצרות מורכבות בין NOD1 ל-dsRNA על ידי ניסויי משקעים משותפים [231]. בעוד NOD1 יכול לקיים אינטראקציה עם MDA5 ו-TRAF3 בתאי יונקים, דג NOD1 יכול לקשור באופן ישיר או עקיף RNA ויראלי [233]. עם זאת, מכיוון שרכיבי דופן תאים חיידקיים נמצאים באופן נרחב במים עיליים [234], ניתן להעלות על הדעת שהשפעה זו עשויה להסתמך גם על הפעלה מתווכת PGN של NOD1.

ביחד, הנתונים הללו מראים ש-NOD1 מקושר לתגובות IFN מסוג I; עם זאת, הפרטים המולקולריים של מסלול זה נותרים חמקמקים. יש לציין כי נותר לקבוע אילו סוגי תאים יכולים לגרום לתגובות NOD1-תלויות מסוג I IFN. בתאי מיאלואיד THP1 אנושיים, למשל, הליגנד NOD1- אינו מצליח לגרום לייצור של הציטוקין IP10 המושרה על ידי IFN [126]. יתר על כן, באאוזינופילים הפעלה של NOD1 או NOD2 אינה גורמת להשראת IFN- [128]. הממצאים שנדונו לעיל מראים שההשפעות של NOD1 על תגובת IFN מסוג I מופעלות על ידי הפעלת PGN חיידקית, מה שמצביע על כך ש-NOD1 הוא גורם חשוב לקשר בין זיהוי חיידקים ונגיפים. לאחר זיהום ויראלי, אינדוקציה של איתות NOD1 תלוי RIPK2- עשויה להיות בעלת חשיבות פיזיולוגית עבור הקטלניות והתחלואה הגבוהים יותר הקשורים לזיהום חיידקי משני [232].

3.2. NOD2

חבר משפחת NLR NOD2, הקשור קשר הדוק ל-NOD1 [235] הוא החיישן הציטוזולי עבור רכיב דופן התא החיידקי muramyl dipeptide (MDP) [107,111]. בניגוד ל-NOD1 שבא לידי ביטוי נרחב, הביטוי של NOD2 מוגבל יותר לסוגי תאים מסוימים [236-238]. NOD2 מפעיל את מסלול NF-κB דרך RIPK2 [235,239] ויכול לגרום לקסנופאגיה על ידי גיוס של חלבון האוטופגיה ATG16L1 בעת אתגר חיידקי [226]. מוטציות בתחום LRR של NOD2 קשורות מאוד למחלת קרוהן (CD) [111,236,240,241]. יתר על כן, NOD2 קשור לתסמונת בלאו [242] ואטופיק דרמטיטיס [243]. לגבי NOD1, אינדוקציה מסוג I של IFN על ידי NOD2 דורשת RIPK2 [129]. בניגוד לתפקידו הקלאסי כחיישן חיידקי, סבאח ועמיתיו תיארו פונקציה חלופית עבור NOD2 כחיישן עבור ssRNA ויראלי. מבחינה מכאנית, NOD2 מאותת באמצעות MAVS כדי לגרום להפעלת IRF3 והפרשה שלאחר מכן של IFNs מסוג I [130]. הפעלה של ציר NOD2-RIPK2 על ידי RNA ויראלי אושרה גם באופן עצמאי [244]. יתר על כן, NOD2 תורם להגבלת HCMV באמצעות אינדוקציה של אינטרפרונים מסוג I [131]. מלבד הפעלה על ידי וירוסים, NOD2 יכול גם להגביר תגובות IFN מסוג I על אתגרים חיידקיים. כאן, חישת תוצרי פירוק ליזוזומליים של חיידקים על ידי NOD2 מביאה למפל איתות הגורם לשעתוק של IFNs מסוג I על ידי IRF5 [129,132-134] בסינרגיה עם מסלולי איתות אחרים של PRR [245].

בעוד שגירוי MDP לבדו אינו גורם להפעלה תלוית NOD של גן מדווח של IFN, תעתוק IFN ו-ISG15 המושרה על ידי נגיפים של מחלת כף הרגל והפה מופחת על ידי נוק-דאון בתיווך siRNA של NOD2 [135], מה שמצביע על כך. אפקט סינרגטי. זה תועד גם במעי הגס של עכברים, שם NOD2 מניע תגובת IFN מסוג I שמעוררת עמידות להתנחלות מיקרוביאלית. תהליך זה מוסדר בזמן על ידי NLRP12 אשר מכוון ל-NOD2 להשפלה. [174]. עם זאת, נראה שהתפקיד של NOD2 בהשראת תגובות IFN- לפתוגנים חיידקיים תלוי במין החיידקים, שכן תגובות IFN- לא נפגעו בעכברי Nod2-/- לאחר אתגר Streptococcus pneumoniae ו- L. monocytogenes [246,247].

בעוד שתפקיד מועיל של NOD2 דווח במהלך זיהום IAV, זה נצפה רק לאחר אתגרים נוספים עם MDP [248]. זה טוען להשפעה סינרגטית של איתות NOD2 המושרה על ידי MDP וחישה ויראלית. בהתאם לכך, הנוקאאוט של MAVS מבטל את ההשפעה החיובית הזו, מה שמצביע על תלות באיתות RIG-I [248]. נוק-דאון של NOD2 או MAVS גם מבטל את ההשפעות של טיפול בלוקוטריאן B4 על זיהום IAV בעכברים [249]. האם הפעלה המושרה על ידי NOD2- של RIPK2 שונה בין חישת MDP או קישור של ssRNA ויראלי, נותר להבהיר.

בניגוד לתפקיד החיובי המוצע של NOD2 בהגנה אנטי-ויראלית, דיבור שלילי בין RIG-I ו-NOD2 הונח על ידי Morosky וחב'. הם הראו אינטראקציה של RIG-I ו-NOD2 שהובעו יתר על המידה. בעוד ש-RIG-I מעכב הפעלת NF-κB המושרה על ידי NOD2-, נצפתה השפעה שלילית תלוית מינון של NOD2 על פעילות מקדם IFN-Induced RIG-I [136]. זה הוצג גם עבור דג הזברה RIG-I ו-NOD2 [250]. המנגנונים הבסיסיים של ויסות שלילי הדדי זה נותרו לא ברורים אך עשויים להיות תלויים בביטוי של חלבון מתאם ספציפי לסוג תא מסוים. ואכן, polyubiquitination K63- של TRAF6 היה מווסת לרעה על ידי ביטוי IRF4 המושרה על ידי MDP בתאים שמקורם במונוציטים [251-253].

NOD2 נחשב זה מכבר לחיישן חיידקי כללי. לאחרונה התברר כי NOD2 תורם גם לחישה ויראלית. נותר לקבוע במלואו, האם ההשפעה של NOD2 באינדוקציה של תגובות IFN היא ישירה או עקיפה, על ידי הפעלה של מסלול NF-κB ומשחק גומלין עם RIG-I. עם זאת, ההתקדמות האחרונה מציעה כי ההשפעות הן די סינרגיות, ולפחות בחלקן נגרמות על ידי הפעלת NOD2 על ידי PGN חיידקי. זה ממחיש היטב את יחסי הגומלין האינטימיים בין חישה חיידקית ונגיפית ויש לו השלכות חשובות על מחלות זיהומיות והפרעות אוטו-דלקתיות.

3.3. NLRC4

NLRC4 יכול גם ליצור דלקת גם אם לא טיפוסית, מכיוון שהוא אינו מכיל PYD. חישה של מפעילי החיידקים פלגלין [254-256] וחלבון המוט של מערכות הפרשה מסוג 3 [112] על ידי ה-NLRC4 inflammasome אינה מבוצעת על ידי החלבון עצמו. במקום זאת, הוא מסתמך על משפחת החלבונים NAIP. ביטוי NAIP מווסת על ידי גורם 8 מווסת IFN (IRF8), אשר מווסת ישירות על ידי איתות IFN מסוג I [257,258]. בהתאם לכך, אובדן של Irf8 מוריד את הביטוי של פעילות דלקתית של Nlrc4 ו-Nlrc4 ב-BMDM של עכברים [258]. לפיכך, ניתן להשפיע על תפקוד ה-NLRC4 inflammasome על ידי IFNs מסוג I, אם כי המחברים מצאו כי Irf8 מווסת את ביטוי Naip ללא תלות באיתות IFN [258].

בעכברים, Naip5 זוהה בתחילה כסמן רגישות ל- Legionella pneumophila. הרגישות לזיהום בלגיונלה מחוקה על ידי מחיקת Irf1 ו-Irf8, בהתאמה. מחקרים גנטיים אלגנטיים חשפו אינטראקציה גנטית חזקה בין Irf8 ו- Nlrc4, מה שמרמז כי הדלקת NLRC4 עצמה עשויה לגרום לתגובות IFN מסוג I על ידי Irf8 [150]. בהתאם לתפקוד הנדון לעיל של NOD1 ו-NOD2 בקישור חישה חיידקית לתגובות אנטי-ויראליות, ב-DCs, הפעלה של NLRC4 על ידי פלגלין חיידקי והפרשה שלאחר מכן של IL-22 ו-IL-1 מביאה לשליטה טובה יותר של זיהום בנגיף הרוטה [259].

3.4. NLRP6

NLRP6 יוצר דלקת המעורבת בחישת פתוגנים ונגיפים של חיידקים גראם חיוביים. לאחר ההפעלה, הוא יכול לווסת חסינות מולדת וסתגלנית על ידי הפעלת ייצור IL-1 ו-IL-18 [260]. במונחים של קישור לתגובות IFN מסוג I, הוכח שניתן להסדיר את ביטוי NLRP6 על ידי איתות IFN המושרה על ידי חומצה lipoteichoic מ-L. monocytogenes המשמשת גם כמפעיל של ה-NLRP6 inflammasome [167].

וואנג וחב'. הראה כי NLRP6 תורם לשליטה בזיהום בנגיף אנצפלומיוקרדיטיס (EMCV) ובזיהום ב-norovirus [168]. מבחינה פונקציונלית, NLRP6 מקיים אינטראקציה עם ה-RNA-helicase Dhx15 כדי ליצור חיישן עבור dsRNA ויראלי שמגייס לאחר מכן MAVS להשראת תגובות IFN אנטי-ויראליות מסוג I ו-III [168]. יהיה מעניין להבהיר האם ל-Dhx15 יש סגוליות ל-RNA ויראלי מסוים. לעומת זאת, גירוי LPS מביא לתעתוק IFN מסוג I משופר באופן זמני בעכברי נוק-אאוט NLRP6 [261].

נכון לעכשיו, נדרשת עבודה נוספת כדי להבהיר את התפקיד הפיזיולוגי של NLRP6 בתגובות IFN מסוג I. עם זאת, היווצרות קומפלקס של NLR עם DEAD-box helicase כחיישן לחומצות ריבונוקלאיות עשויה להיות נושא נפוץ שכן Nlrp9b משתמש גם בחלבון DEAD-box Dhx9 כחיישן עבור RNA דו-גדילי [169], וחישה של RNA ויראלי וחיידקי על ידי DHX33 הוכחה כמשפרת את היווצרות הדלקת של NLRP3 [262] (ראה להלן).

3.5. NLRP9

NLRP9 מתבטא מאוד במערכת הרבייה [205], שם הוא יכול ליצור דלקת [263,264]. בעוד שרק גן NLRP9 אחד קיים בבני אדם, יש כפילות של גן זה, מה שמוביל לשלושה פרלוגים (Nlrp9a, Nlrp9b ו-Nlrp9c) במכרסמים [209]. חלבון העכבר Nlrp9b מתבטא בתאי אפיתל מעיים ותורם להגבלת הדבקה ב-rotavirus על ידי גרימת מוות תאים פירופטוטי. זה מתווך על ידי היווצרות קומפלקס עם Dhx9, RNA-helicase שמזהה dsRNA קצר ומתווך היווצרות דלקתיות על ידי גיוס ASC [169]. עם זאת, פונקציה זו אינה משותפת לשאר הפרלוגים Nlrp9 בעכברים. לפיכך נותר לקבוע כיצד NLRP9 אנושי תורם לתגובות IFN מסוג I.

4. IFN מסוג I מווסת את איכות תגובת ה-NLR לזיהום

NLRP3

NLRP3 הוא אחד מחלבוני ה-NLR המאפיינים ביותר. זה ציטוסול, דלקתי יוצר NLR [265,266]. הרכבה של ה-NLRP3 inflammasome מתרחשת בצנטרוזום perinuclear, המרכז המארגן את המיקרו-צינוריות (MTOC) של התא [267]. לפני ההרכבה של ה-NLRP3 inflammasome, נדרש שלב הכנה. שלב ההכנה הזה נחשב לתפקד באמצעות מנגנונים שונים. ביטוי NLRP3 מווסת בצורה תלויה NF-κB על ידי איתות TLR ושינויים שלאחר תרגום, שכן דווח כי deubiquitination וזרחון ממלאים תפקיד בשלב ה-priming [268-270].

מלבד ה-priming הקלאסי של ביטוי NLRP3 על ידי מנגנונים תלויי NF-κB, הוצע כי הביטוי של NLRP3 מוסדר גם על ידי IFNs מסוג I. ואכן, ביטול הפרשת IFN מפחית את השעתוק והפעילות של NLRP3 [160], בעוד IFN מסוג I המושרה על ידי פתוגן מעורר הפעלה של מסלול הדלקת הלא קנוני באמצעות ויסות עלייה של קספאז -11 [161,162]. להיפך, מחקרים אחרים מדווחים על עיכוב של ה-NLRP3 inflammasome עם איתות IFN מסוג I. ה-Nlrp3 inflammasome עשוי להיות מעוכב על ידי IFNs מסוג I בשתי דרכים. ראשית, במבחנה, טיפול ב-IFN מביא לירידה בהפעלת caspase-1 ורמות מופחתות של פרו-IL-1 ו-IL-1 גם יחד. גם IFNs מסוג I וגם מסוג II מעוררים את הביטוי של חלבון IFN gamma inducable 16 (IFI16), שהוא מווסת שלילי של ה-NLRP3 inflammasome [271]. שנית, IFN- מביא להפרשה מוגברת של IL-10, אשר בתורו מפחית את רמות הפרו-IL-1 [272]. בעכברים, דווח כי עיכוב של ה-Nlrp3-inflammasome על ידי IFN- תלוי ב-NO, אולי בתיווך באמצעות thiol nitrosylation של NLRP3 [273].

במונחים של פונקציה בתגובות אנטי-ויראליות, Nlrp3 מגן על עכברים מפני חלק מנגיפי RNA (IAV ורינו-וירוס אנושי) באמצעות ויסות קספאז -1 [274-276]. הפעלה של NLRP3 על ידי חלבונים יוצרי נקבוביות ויראליים (וירופורינים) כגון חלבון IVA M2 או וירופורין 3a של וירוס הקורונה הוצעה כמנגנון הפעלה [275,277,278]. NLRP3 עשוי לפעול כחיישן של dsRNA [276]. בתהליכים אלה, MAVS היה מעורב ב-ubiquitination של ASC המוביל לפעילות דלקתית מוגברת של NLRP3 על ידי גיוסו למיטוכונדריה [279,280].

5. מחלות בתיווך NLR מצטרפות לספקטרום המתרחב של אינטרפרונופתיה

המונח הגנרי 'אינטרפרונופתיה מסוג I' הומשג בהתבסס על עדויות קליניות לדמיון ביולוגי בין התנהגויות חוליות של מספר מצבים אוטו-דלקתיים עם וויסות עלייה מכונן של ייצור IFN מסוג I, כולל תסמונת Aicardi-Goutières [281,282]. כישלון בהשראת או שמירה נכונה של תגובות IFN מסוג I כלפי זיהומים או פגיעה ברקמות הולך יד ביד עם פתוגניות ותחלואה מוגברת של מחלות זיהומיות ואוטו-דלקתיות [283,284]. זה בא לידי ביטוי בעובדה שוירוסים רבים פיתחו מנגנוני התחמקות המכוונים לתגובות IFN אנטי-ויראליות. IFNs מסוג I מצאו את דרכם למרפאה ומשמשים כתרופות למלחמה בזיהום ויראלי.

לטיפול בזיהומים בנגיף הפטיטיס B והפטיטיס C, נעשה שימוש ב-IFN- בשילוב עם טיפול אנטי-ויראלי, והם נבדקו ניסיוני עבור מחלות ויראליות אחרות [285,286]. התקדמות בפיתוח תרופות ומשטרי טיפול בהפטיטיס ויראלית, לעומת זאת, הובילו להחלפת השימוש ב-IFN במשטרים אנטי-ויראליים ספציפיים יותר עם פחות תופעות לוואי [287]. למרות תרומה קטנה של חסינות אדפטיבית, התברר שמגוון האינטרפרונופתיות רחב יותר ממה שחשבו בעבר. הופעת רצף האקסומים גילתה שמוטציות בגנים המקודדים למספר מרכיבים של תגובת ה-IFN האנטי-ויראלית יכולות גם לגרום לאינטרפרונופתיה. חקר המניעים המולקולריים של מחלה זו סייע בזיהוי מערכת החישה של חומצות הגרעין הציטוסוליות. תגובות IFN מסוג I מזיקות מאוד למארח ויכולות להחמיר את עומס המחלה לאחר זיהום ויראלי או אפילו להוביל לסבילות נמוכה יותר של הרקמה לנזק שנגרם על ידי וירוסים [288,289].

לפיכך חשוב שתגובות IFN מסוג I יהיו מווסתות במדויק וניתנות להורדת ויסות בזמן מתאים. האם תגובת IFN מסוג I תהיה מועילה או מזיקה במקרים רבים תלויה בתזמון ובעוצמה, כמו גם בשליטה והפחתה נכונה בזמן מתאים. יתרה מכך, בשל פעולתם על מערכת החיסון האדפטיבית, בטא IFNs משמשים לטיפול במחלה האוטו-אימונית טרשת נפוצה (MS) [290].

כמה מחלבוני ה-NLR שנדונו לעיל זוהו כגורמים המעורבים או מניעים פתולוגיות כאלה. כפי שתואר בפירוט לעיל, השפעה רגולטורית שלילית של IFN- על היווצרות והפעלה של NLRP3 דלקתיות הוכחה במספר מחקרים. לפיכך הוצעה מעורבות של ה-NLRP3 inflammasome בטיפול IFN- בחולי טרשת נפוצה [272,291]. במונוציטים אנושיים ראשוניים לאחר טיפול ב-IFN-, גם הפרשת IL-1 המושרה על ידי NLRP3- וגם הפעלת caspase-1 מופחתים [272].

בעכבר, הוכח כי מודל נסיוני של אנצפלומיאליטיס אוטואימונית (EAE), המדגימה טרשת נפוצה, המנגנון מאחורי טיפול יעיל ב-IFN, מועבר באמצעות אינדוקציה מתווכת קולטן IFN של Socs1, מה שמחליש עוד יותר את ההפעלה של Rac1 ומפחית את הייצור של רדיקלים מיני חמצן (ROS). זה בתורו נחשב כגורם לעיכוב של ה-NLRP3 inflammasome. קבוצה זו דיווחה גם שטיפול ב-IFN אינו יעיל כאשר EAE מושרה באופן עצמאי של NLRP3- [292]. קשר של NLRs עם מחלות אוטו-דלקתיות הוא גם המקרה לחוסר ויסות של ה-NLRC4 inflammasome בתסמונת הפעלת מקרופאגים, מחלה המאופיינת ברמות חריגות ביותר של IL-18 ו-IFN- [293]. לפיכך, שליטה בתיווך NLR של תגובות IFN מסוג I חלה גם על הזרוע האדפטיבית של מערכת החיסון. מוטציות של NLRP12 קשורות ל-FCAS, המאופיין באפיזודות לסירוגין של חום ודלקת סרוסלית [218]. עכברים Nlrp12-/- רגישים מאוד לקוליטיס ולסרטן המעי הגס הקשור לקוליטיס [215,294], בעוד שהם עמידים לסלמונלוזיס [216]. נורמנד וחב'. חשף פונקציה חדשה של NLRP12 כחוסם נקודות ביקורת מונוציטיות לאיתות NOD2 [174].

הם יכלו להראות ש-NLRP12 מקיים אינטראקציה עם NOD2 ומקדם K48-polyubiquitination מקושר ופירוק של NOD2 בתגובה ל-MDP. זה מוביל לעיכוב שלאחר מכן של מסלול NF-κB הקנוני ומדכא את הפעילות של מסלול האיתות JAK/STAT. FCAS הגורם למוטציית NLRP12 R284X לא מצליח לעכב את ההפעלה של NOD2-תלויה של NF-κB ו-TBK1. עכברי Nlrp12-/− הראו ביטוי יתר משמעותי של ISGs ב-cecum כולל חלבון 44 המושרה על ידי IFN (IFI44), חלבון המושרה על ידי IFN עם חזרות טטרטריקופפטיד 2 (IFIT2), אפוליפופרוטאין L9 וכן 20 -50 -oligoadenylate synthetase 2 (OAS2) ) ומיוצג עם הפעלה מוגברת של STAT1 ב-cecum, מה שעשוי להשפיע על התמשכותם של כמה וירוסים אנטיים, כגון נורובירוס אנדמיים [174].

יתר על כן, וריאנט גנטי נדיר של הגן המקודד NLRP14-המעניק דיכוי מופחת של פעילות TBK1 קיים בתדירות של כ-1.7 אחוזים ברחבי העולם [175]. רמות גבוהות לא פיזיולוגיות של IFN מסוג I משבשות את היווצרותם של צינוריות זרע וכתוצאה מכך לאובדן תאי נבט [295] והזרקה תוך-צפקית של IFN- מובילה לירידה ב-spermatogenesis [296]. בהתאם לתצפיות אלו נמדדו רמות גבוהות של IFN- בגברים עקרים [297], מה שמרמז על הפונקציה הנידונה לעיל של NLRs לשלוט בתגובות IFN במערכת הרבייה.

6. מסקנות

תגובת IFN פונקציונלית ומאוזנת היטב מסוג I היא בסיסית לתהליכים אימונולוגיים רבים. כישלון בהשראת תגובות IFN מסוג I, או שליטה נכונה בה, מביא לפגיעה בשליטה בזיהום ובאימונופתולוגיה בקצוות הקיצוניים, והפרעות בתגובות IFN מסוג I קשורות לאיזון חיסוני לא מווסת בזרוע המולדת והסתגלנית.

חברי משפחת החלבונים NLR הופיעו לאחרונה כמווסתים של תגובות IFN מסוג I ויכולים לתרום באופן שלילי וחיובי לאיתות תוצאות (איור 2, טבלה 1). יתר על כן, חלק מה-NLRs יכולים לפעול כחיישנים ישירים או עקיפים של וירוסים או יכולים לעורר איתות IFN מסוג I לקראת אתגרים מדבקים. היווצרות מורכבות עם הליקסות של DEAD-box מופיעה בכך כמנגנון כללי לחישה עקיפה של חומצות גרעין ויראליות, המודגם על ידי Nlrp9b ו-NLRP6. נותר לקבוע אם ואיזה הליקסות של DEAD-box עשויות להסביר גם את החישה של RNA ויראלי על ידי NOD2, NLRC4 או NLRP12.

הדוגמאות שנדונו לעיל מגלות שה-NLRs שהוזכרו לעיל תורמים באופן מהותי לקישור בין חישה חיידקית לבין חסינות אנטי-ויראלית. זה לא רק צריך להיחשב בהקשר של זיהום חיידקי אלא גם חל על הסובלנות כלפי המרכיב הנגיפי של המיקרוביוטה. תפקידם של IFNs מסוג I כמווסתים שליליים של ייצור IL-1, המתווך על ידי דלקות המכילות NLR, הולך ונהיה ברור יותר ויותר [272,291,298,299]. יתרה מכך, ידוע שאינטרפרונים מסוג I יכולים לעורר ציטוקינים אנטי דלקתיים (כגון IL-10) ​​ועל ידי כך יכולים לדכא את הביטוי של ציטוקינים וכמוקינים פרו-דלקתיים וכן של פפטידים אנטי מיקרוביאליים, ועל ידי כך לתרום ל איכות התגובות האנטי-בקטריאליות [300]. תפקידם של ה-NLR בהקשר זה רק מתפתח, ומעניין יהיה להתייחס לכך ביתר פירוט בעבודה עתידית.

הפרטים המולקולריים של התפקוד של רוב ה-NLRs ברגולציה השלילית של תגובות IFN מסוג I אינם מוגדרים עדיין במלואם. עם זאת, מההתקדמות הנוכחית, צצים לפחות שני מנגנונים כלליים של פונקציות NLR באיתות IFN מסוג I (i) הפרעה לאינטראקציה של מתאמי איתות (כגון TRAFs ו-MAVS) על ידי אינטראקציה פיזית עם NLRs ו-(ii) הפעלה של E 3-ליגזות על ידי NLRs שמובילות לפירוק פרוטאזומלי של מרכיבי מפתח של איתות IFN (כגון TBK1). עבור השפלה זו, אוטופגיה עשויה להיות מרכז חטיפה מרכזי נוסף [301], שיש לטפל בו בעבודה עתידית.

מחקרים עתידיים יעזרו להשיג יותר ידע על המנגנונים הבסיסיים של האופן שבו NLR פועלים בתגובות IFN מסוג I ויובילו להבנה טובה יותר של תפקידם של NLR במחלות זיהומיות ואוטו-דלקתיות. בטווח הארוך, זה יעזור להגדיר מטרות חדשות להתערבות טיפולית טובה יותר. עבור האחרונים, נראה שהקשר בין הפעלה חיידקית של NLR ותגובות אנטי-ויראליות הוא דרך מבטיחה כאשר שוקלים התערבות מטרה של מיקרוביום המעי.

תרומות מחבר:

המשגה, IK, NM, MC ו-TAK; כתיבה - טיוטות מקוריות, IK, TW, NM; כתיבה - סקירה ועריכה, IK, NM, MC ו-TAK כל המחברים קראו והסכימו לגרסה שפורסמה של כתב היד.

מימון:

יואניס קיינס מודה בתמיכה מה-Landesgraduiertenförderung של באדן-וירטמברג.

ניגוד עניינים:

המחברים אינם מצהירים על ניגוד עניינים.

הפניות

1. נגשי, ח.; Taniguchi, T.; Yanai, H. The Interferon (Ifn) Class of Cytokines and the Ifn Regulatory Factor (Irf) Factor Transcription Family. קר אביב הארב. פרספקטיבה. ביול. 2018, 10, a028423. [CrossRef] [PubMed]

2. Conklin, DC; גרנט, FJ; ריקסון, MW; Kindsvogel, W. Interferon-Epsilon; ZymoGenetics: סיאטל, וושינגטון, ארה"ב, 2003.

3. דיאז, OM; בוהלאנדר, ש.; Allen, G. Nomenclature of Human Interferon Genesa. J. Interferon Cytokine Res. 1996, 16, 179–180. [CrossRef] [PubMed]

4. פלר, ל.; דוד, ו.; נרדלי, ב.; צרבה, ט.; מאתר, ד.; פנג, פ.; Semenuk, M.; טיילור, ק.; בורגין, מ.; צ'ינצ'ילה, ד'; et al. אינטרפרון-K, אינטרפרון חדש מסוג I המתבטא בקרטינוציטים אנושיים. ג'יי ביול. Chem. 2001, 276, 39765–39771.

5. קוטנקו, VS; גלאגר, ג.; באורין, VV; לואיס-אנטס, א.; שן, מ.; שאה, נ.ק; לנגר, JA; שייח, פ.; Dickensheets, H.; Donnelly, RP Ifn-Lambdas מתווך הגנה אנטי-ויראלית באמצעות קומפלקס קולטני ציטוקינים מסוג Class Ii. נאט. אימונול. 2003, 4, 69–77. [CrossRef]

6. פרוקונינה-אולסון, ל.; הרבהמור, ב.; טאנג, ו.; פייפר, RM; פארק, ח.; Dickensheets, H.; Hergott, D.; פורטר-גיל, פ.; מאמי, א.; קוהאר, א.; et al. וריאנט במעלה הזרם של Ifnl3 (Il28b) יצירת גן אינטרפרון חדש Ifnl4 קשור בפינוי לקוי של וירוס הפטיטיס C. נאט. ג'נט. 2013, 45, 164–171. [CrossRef]

7. Uzé, G.; לוטפאלה, ג.; Gresser, I. העברה גנטית של קולטן אינטרפרון אלפא אנושי פונקציונלי לתוך תאי עכבר: שיבוט וביטוי של cDNA שלו. תא 1990, 60, 225–234. [CrossRef]

8. נוביק, ד'; כהן, ב.; רובינשטיין, מ. קולטן האינטרפרון האנושי אלפא/ביתא: אפיון ושיבוט מולקולרי. תא 1994, 77, 391–400. [CrossRef]

9. דומנסקי, פ.; ויטה, מ.; קלום, מ.; רובינשטיין, מ.; האקט, ר.; פיתה, פ.; Colamonici, OR שיבוט וביטוי של צורה ארוכה של תת-יחידת הבטא של קולטן האינטרפרון אלפא בטא שנדרשת לאיתות. ג'יי ביול. Chem. 1995, 270, 21606–21611. [CrossRef]

10. כהן, ב.; נוביק, ד.; ברק, ש.; Rubinstein, M. Ligand-Induced Association of the Type I Interferon Receptor Components. מול. תָא. ביול. 1995, 15, 4208–4214. [CrossRef]

11. מולר, מ.; בריסקו, ג'; לקסטון, סי; גושין, ד.; זימייצקי, א.; Silvennoinen, O.; הרפור, א.ג; ברביירי, ג'; Witthuhn, BA; שינדלר, סי; et al. החלבון Tyrosine Kinase Jak1 משלים פגמים בהעברת אותות אינטרפרון-אלפא/בטא ו-גמא. טבע 1993, 366, 129–135. [CrossRef]

12. ולסקז, ל.; עמית, מ.; סטארק, גר; Pellegrini, S. A Protein Tyrosine Kinase in the Interferon Alpha/Beta Signaling Pathway. תא 1992, 70, 313–322. [CrossRef]

13. דומנסקי, פ.; פיש, ע.; Nadeau, OW; ויטה, מ.; Platanias, LC; יאן, ה.; קרולבסקי, י. פיתה, פ.; Colamonici, OR אזור של תת-יחידת הבטא של קולטן האינטרפרון אלפא שונה מתיבה 1 מקיים אינטראקציה עם Jak1 ומספיק כדי להפעיל את נתיב Jak-Stat ולעורר מצב אנטי-ויראלי. ג'יי ביול. Chem. 1997, 272, 26388–26393. [CrossRef] [PubMed]

14. יאן, ח.; קרישנה, ​​ק.; Greenlund, AC; גופטה, ש.; לים, JT; שרייבר, RD; שינדלר, CW; Krolewski, JJ Phosphorylated Interferon-Alpha Receptor 1 Subunit (Ifnar1) פועל כאתר עגינה לצורה הסמויה של חלבון 113 Kda Stat2. EMBO J. 1996, 15, 1064–1074. [CrossRef] [PubMed]

15. שינדלר, ג.; שועי, ק.; Prezioso, VR; Darnell, JE, Jr. זרחון טירוזין תלוי אינטרפרון של פקטור שעתוק ציטופלזמי סמוי. מדע 1992, 257, 809–813. [CrossRef] [PubMed]

16. Darnell, JE, Jr.; קר, IM; Stark, GR Jak-Stat Pathways והפעלת תעתיק בתגובה ל-Ifns וחלבוני איתות חוץ-תאיים אחרים. מדע 1994, 264, 1415–1421. [CrossRef] [PubMed]

17. Fu, XY גורם שעתוק עם דומיינים Sh2 ו-Sh3 מופעל ישירות על ידי חלבון ציטופלזמי המושרה על ידי אינטרפרון אלפא טירוזין קינאז(S). תא 1992, 70, 323–335. [CrossRef]

18. שינדלר, ג.; פו, XY; אימפרוטה, ט.; אייברסולד, ר.; Darnell, JE, Jr. Proteins of Transcription Factor Isgf-3: גן אחד מקודד את החלבונים 91-ו-84-Kda Isgf-3 המופעלים על ידי אינטרפרון אלפא. פרוק. נאטל. אקד. Sci. ארה"ב 1992, 89, 7836–7839. [CrossRef]

19. ארת, ב"ג; רייכנבך, פ.; שינדלר, יו.; Horvath, CM; פריץ, ש.; נבהולץ, מ.; Bucher, P. DNA מחייב ספציפיות של חלבונים סטטיים שונים. השוואה של ספציפיות חוץ גופית עם אתרי יעד טבעיים. ג'יי ביול. Chem. 2001, 276, 6675–6688. [CrossRef]

20. דקר, ט.; Lew, DJ; מירקוביץ', י. Darnell, JE, Jr. הפעלה ציטופלזמית של Gaf, גורם מחייב DNA-מוסדר Ifn-Gamma. EMBO J. 1991, 10, 927–932. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com