线粒体是为细胞提供能量的微型发电厂,一旦受损会导致细胞异常。研究人员发现了一种新的线粒体传感器会警告线粒体受损。该传感器对保护心脏和肠道功能也很重要。
线粒体是为细胞提供能量的微型发电厂。如果它不能正常工作,就会导致细胞出现一系列问题,例如慢性皮肤病等。幸好,身体的每个细胞都有许多传感器来监测它的功能。例如,有些系统会在病毒攻击后发出警报;当任何一种损伤威胁到细胞的生存时,其他的细胞就会出现。当检测到病原体或细胞应激时,一些NOD样受体(NLRs)与适配器ASC和caspase-1形成炎症小体复合物,诱导gasdermin D (GSDMD)依赖的细胞死亡和成熟,以及IL-1β和IL-18的释放。几种炎症小体形成传感器的触发和激活机制尚不清楚。
波恩大学和新加坡大学的研究人员发现了一种新的细胞内“线粒体受损传感器”,会警告线粒体受损——并启动一个复杂的过程,最终导致细胞死亡并被召唤的免疫细胞处理掉。该传感器对未受损的心脏和肠道功能也很重要。研究结果已发表在《Nature Immunology》杂志上。
这项研究表明,线粒体损伤会激活NLRP10炎症小体,导致ASC斑点的形成和caspase-1依赖的细胞因子释放。虽然AIM2炎症小体也可以通过检测细胞质中的线粒体DNA (mtDNA)来感知线粒体的死亡,而NLRP10则是以一种独立于mtDNA的方式监测线粒体的完整性,这表明受损细胞器可以识别不同的分子实体。NLRP10在分化的人类角质形成细胞中高度表达,它也可以在其中组装一个炎症小体。研究表明,该炎症小体监视线粒体的完整性。这些发现也可能导致对线粒体相关炎症疾病的更好理解。
波恩大学医院先天免疫研究所所长Eicke Latz教授解释说:“我们现在发现一种叫做NLRP10的分子也可以作为传感器。”“在此之前,这是完全不为人知的。”形象地说,NLRP10检测细胞中的线粒体何时因某些故障而开始冒烟。一旦NLRP10传感器检测到线粒体受损,就会启动一个复杂的过程,形成炎症小体。它的活动最终导致细胞死亡,并被召唤的免疫细胞处理掉。
“这个过程非常重要,”Eicke Latz表示。这是因为炎性小体可以确保“火立即被扑灭,从而防止长时间的闷烧”,从而损害组织的其他部分。“杀死有线粒体缺陷的细胞听起来可能很激烈。然而,这一举措最终避免了更严重的后果。这种机制的破坏会导致慢性炎症。”
并不是身体中的所有细胞都有NLRP10传感器。“NLRP10传感器”主要出现在最外层的皮肤,即颗粒层。皮肤直接暴露在环境刺激下,如紫外线辐射,病原体。这可能会导致累积的损害。该机制确保受影响的细胞被有效处理。“如果突变导致NLRP10传感器故障,这可能导致一种称为特应性皮炎的慢性皮肤炎症,”Tomasz Próchnicki博士在Latz的研究小组中为他的博士学位完成了实验的重要部分。
在肠壁和心脏也发现传感器
在肠壁细胞中也发现了大量的NLRP10。它们还经常与病原体和潜在有害物质接触。另一个可以检测到传感器的器官是心脏:它特别依赖于功能良好的能量供应。这可能使得快速杀死和替换有缺陷的线粒体细胞变得尤为重要。这项研究也有可能开辟新的治疗前景。Latz认为:“可以想象,使用某些物质专门调节NLRP10传感器,以刺激炎性小体的形成。”“这种方法可能使慢性皮肤病得到更好的控制。”
参考文献
Mitochondrial damage activates the NLRP10 inflammasome