9月23日,國際權(quán)威期刊《信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與靶向治療》(Signal Transduction and Targeted Therapy,IF=52.7)最新發(fā)表的一項突破性研究,首次揭示了NINJ1蛋白在甲型流感病毒(IAV)感染引發(fā)致命性炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用。這項由中日友好醫(yī)院曹彬團(tuán)隊等聯(lián)合多家機(jī)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),NINJ1作為細(xì)胞膜破裂的關(guān)鍵調(diào)控因子,通過介導(dǎo)全程序性細(xì)胞死亡(PANoptosis)過程中的細(xì)胞裂解,成為導(dǎo)致病毒性肺炎重癥化的核心分子機(jī)制。
研究背景:病毒感染為何會導(dǎo)致致命炎癥?
甲型流感病毒(IAV)感染可上調(diào)NINJ1的表達(dá)
甲型流感病毒每年造成全球數(shù)百萬人感染,其中重癥病例往往伴隨劇烈的炎癥風(fēng)暴。既往研究證實,病毒感染巨噬細(xì)胞后主要通過ZBP1蛋白觸發(fā)PANoptosis——一種同時激活焦亡、壞死性凋亡和凋亡三種程序性死亡的混合模式。這種劇烈的細(xì)胞死亡方式雖然有助于清除病毒,但過度釋放的炎癥物質(zhì)(如DAMPs和細(xì)胞因子)才是導(dǎo)致肺損傷和患者死亡的主要原因。
就像拆彈專家需要精確剪斷紅線,研究團(tuán)隊一直在尋找能阻斷炎癥級聯(lián)反應(yīng)而不影響抗病毒免疫的關(guān)鍵靶點。傳統(tǒng)認(rèn)為GSDMD是調(diào)控細(xì)胞膜破裂的核心分子,但研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)NINJ1才是真正的最后一顆子彈。
在IAV感染期間,NINJ1的寡聚化進(jìn)程與PANoptosis(全程序性細(xì)胞死亡)的發(fā)生同步進(jìn)行
重大發(fā)現(xiàn):NINJ1——PANoptosis的破膜執(zhí)行者
NINJ1介導(dǎo)IAV誘導(dǎo)的細(xì)胞裂解過程,但不影響細(xì)胞死亡本身的發(fā)生
1. 病毒感染觸發(fā)的分子開關(guān)
研究團(tuán)隊通過單細(xì)胞測序和動物模型發(fā)現(xiàn):
IAV感染后,髓系細(xì)胞(特別是中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)中NINJ1表達(dá)量顯著升高,且高劑量病毒感染時表達(dá)上調(diào)更明顯。
在感染后12小時,NINJ1蛋白發(fā)生寡聚化(多個分子聚合形成復(fù)合物),與PANoptosis的三種死亡通路激活完全同步。
NINJ1介導(dǎo)的細(xì)胞裂解依賴于ZBP1蛋白的作用
2. 獨特的調(diào)控機(jī)制
與傳統(tǒng)認(rèn)知不同,本研究揭示:
選擇性作用:NINJ1不參與細(xì)胞死亡信號的啟動,只負(fù)責(zé)最終的細(xì)胞膜破裂和炎癥物質(zhì)釋放。
IL-1β調(diào)控反轉(zhuǎn):與經(jīng)典理論相反,NINJ1缺陷顯著減少IL-1β釋放(而非GSDMD缺陷),而細(xì)胞死亡過程不受影響。
通路冗余性:令人驚訝的是,單獨阻斷任何一條PANoptosis通路(焦亡/壞死/凋亡)都無法阻止NINJ1介導(dǎo)的細(xì)胞裂解,必須同時抑制所有三條通路才有效。
這就像一個精心設(shè)計的保險系統(tǒng),病毒激活任意一條死亡通路都會觸發(fā)NINJ1這個終極執(zhí)行者,只有同時關(guān)閉所有通路才能阻止細(xì)胞破裂。
在IAV感染過程中,PANoptosis任意一條死亡通路(焦亡/壞死性凋亡/凋亡)的激活均可誘導(dǎo)NINJ1寡聚化
臨床意義:從實驗室到病床的關(guān)鍵突破
NINJ1驅(qū)動IAV感染引發(fā)的肺部病理損傷及過度炎癥反應(yīng)
1. 動物實驗證實治療潛力
敲除NINJ1基因的小鼠在致死劑量病毒感染下:存活率顯著提高,肺部病理損傷明顯減輕,關(guān)鍵炎癥因子(IL-1β、TNF-α等)釋放減少70%以上,病毒清除能力不受影響。
2. 新冠肺炎患者的關(guān)聯(lián)證據(jù)
通過對COVID-19重癥患者單細(xì)胞數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):去世患者肺泡灌洗液中的巨噬細(xì)胞NINJ1表達(dá)量最高,NINJ1水平與炎癥反應(yīng)強(qiáng)度呈正相關(guān),與抗病毒免疫無直接關(guān)聯(lián),表達(dá)模式與流感病毒感染高度相似。這提示NINJ1可能成為泛呼吸道病毒重癥化的通用生物標(biāo)志物。
未來展望:精準(zhǔn)干預(yù)的新方向
潛在治療策略
靶向藥物開發(fā):現(xiàn)有研究表明甘氨酸可通過抑制NINJ1寡聚化減輕炎癥(本研究中同樣有效)。
精準(zhǔn)調(diào)控思路:通過選擇性阻斷NINJ1而不影響其他免疫通路,實現(xiàn)精準(zhǔn)消炎。
研究團(tuán)隊正在開發(fā)NINJ1特異性抑制劑,初步實驗顯示其能顯著改善病毒感染動物模型的預(yù)后,團(tuán)隊已申請相關(guān)專利并啟動臨床前研究。這項工作重新定義了PANoptosis的執(zhí)行機(jī)制,NINJ1作為獨立于GSDMD的膜破裂調(diào)控因子,其臨床價值可能被嚴(yán)重低估。特別是發(fā)現(xiàn)單獨阻斷凋亡通路仍會導(dǎo)致炎癥性細(xì)胞裂解,這一發(fā)現(xiàn)將改寫我們對程序性細(xì)胞死亡的理解。
https://www.nature.com/articles/s41392-025-02391-9
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