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Nature Communication:细胞骨架蛋白调控炎症小体活性新发现

来源:生物谷 2015-03-15 14:14

 
2015年3月15日讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自美国西北大学的研究人员在著名国际期刊Nature Communication在线发表了他们的最新研究进展,他们发现III型中间丝蛋白vimentin(波形蛋白)能够影响调控炎性小体形成及活性,在急性肺损伤导致的炎症和纤维化过程中具有重要作用。
 
炎性小体(inflammasome )是由多种蛋白质组成的复合体,其能够调节caspase-1的活化进而在天然免疫防御的过程中促进细胞因子前体pro-IL-1β和pro-IL-18的切割成熟。其还能调节caspase-1依赖的形式编程性细胞死亡(pyroptosis),诱导细胞在炎性和应激的病理条件下死亡。 研究人员指出,NLRP3炎性小体激活以及IL-1β成熟在急性肺损伤(acute lung injury)过程中具有重要作用,会导致炎症以及纤维化过程发生。
 
Vimentin是中间丝的其中一种蛋白,其主要附着在细胞核、内质网及线粒体的旁边或末端,在支撑及锚固细胞器方面具有重要作用,同时它还能够维持细胞形状、细胞质完整性及稳定细胞骨架内的相互作用,但之前对其在炎症方面的作用研究较少。
 
因此,研究人员利用ALI三特征小鼠模型研究了III型中间丝在急性肺损伤导致的炎症和纤维化过程中的作用。结果发现在对Vim-/-小鼠进行了LPS,博来霉素和石棉处理后,小鼠肺部ALI发生过程中的关键性事件,如炎性小体形成,IL-1β水平,内皮细胞和肺泡上皮细胞的屏障透过率,组织重塑和纤维化等, 均得到改善。在vimentin缺失的嵌合子小鼠骨髓中,IL-1β水平发生下降,同时在进行博来霉素处理后肺损伤和纤维化均得到改善。通过体外实验进一步研究发现,Vim-/-和Vimentin敲低的巨噬细胞中活性caspase-1和IL-1β水平也发生下降。
 
这项研究证明了NLRP3与Vimentin的直接相互作用,为进一步研究肺部炎症和纤维化提供了重要见解,并且该研究表明vimentin可能是调节NLRP3炎性小体的一个关键性调控因子,对NLRP3炎性小体激活具有非常重要的作用。(生物谷Bioon.com)
 
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Vimentin regulates activation of the NLRP3 inflammasome
 
Gimena dos Santos,Micah R. Rogel,Margaret A. Baker,James R. Troken,Daniela Urich,Luisa Morales-Nebreda,Joseph A. Sennello,Mikhail A. Kutuzov,Albert Sitikov,JenniferM. Davis,Anna P. Lam,Paul Cheresh,David Kamp,Dale K. Shumaker,G.R.Scott Budinger& Karen M. Ridge
 
Activation of the NLRP3 inflammasome and subsequent maturation of IL-1β have been implicated in acute lung injury (ALI), resulting in inflammation and fibrosis. We investigated the role of vimentin, a type III intermediate filament, in this process using three well-characterized murine models of ALI known to require NLRP3 inflammasome activation. We demonstrate that central pathophysiologic events in ALI (inflammation, IL-1β levels, endothelial and alveolar epithelial barrier permeability, remodelling and fibrosis) are attenuated in the lungs of Vim?/? mice challenged with LPS, bleomycin and asbestos. Bone marrow chimeric mice lacking vimentin have reduced IL-1β levels and attenuated lung injury and fibrosis following bleomycin exposure. Furthermore, decreased active caspase-1 and IL-1β levels are observed in vitro in Vim?/? and vimentin-knockdown macrophages. Importantly, we show direct protein-protein interaction between NLRP3 and vimentin. This study provides insights into lung inflammation and fibrosis and suggests that vimentin may be a key regulator of the NLRP3 inflammasome.
 
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