财讯：高尔基体：固有免疫调节新平台

本篇文章3496字，读完约9分钟

原始cell press cellpress细胞科学来自专辑细胞出版社trends的综述

生命科学

life science

高尔基体是蛋白质从内质网输送到其他细胞区室的重要中枢，高尔基体在小泡输送、蛋白质和脂质分泌方面发挥着重要作用。 最近的研究发现高尔基体也可以作为协调固有免疫途径的信号转导平台。

最近，中国科学技术大学教授周荣斌和横涛博士团队根据高尔基体在固有免疫信号转导中的功能，在cell press期刊trends in cell biology上发表了综述，高尔基体与内质网、溶酶体等细胞区室的细胞膜彝

长按图像识别二维码原文阅览

固有免疫应答中的高尔基体:筛选细胞器，是信号转导平台。

高尔基体是真核细胞中存在的膜结合细胞器，由一系列单位膜组成的扁平囊重叠构成。 高尔基体是极化的细胞器，扁囊分为顺面( cis )、中间( medial )和背面( trans )、高尔基体的顺面和背面分别为顺面高尔基网( cgn )和背面高尔基网( tgn )三个功能不同的部分。 来自内质网( er )的蛋白质和脂质首先由cgn接收，在高尔基体内加工后，用tgn包装，作为小泡沫运输到细胞膜、细胞外或溶酶体中。 另外，tgn也可以接收来自内部的成分进行加工。 白细胞介素6(il-6 )和干扰素β(ifn-β)等炎症因子在上述内质网高尔基途径分泌( boncompain & )等固有免疫受体、配体、产物修饰和加工过程中享有核心地位 weigel，； murray &； stow，。

哺乳动物固有的免疫系统通过模式识别受体( pprs )识别细菌感染和细胞压力。 迄今为止，已经发现了5种pprs，即膜结合的TOL样受体( tlrs )、c样凝集素受体( clrs )、nod样受体( nlrs )、视黄酸诱导基因1(rig-i )样受体 周，。 活化的pprs不仅可以开始分泌一系列炎症因子，还可以诱导炎症细胞死亡和自食其果等多种抗菌反应。 以往的研究证实，通过pprs的细胞内信号通路与细胞膜、体内体、内质网、线粒体等特定的子细胞结构密切相关。 最近的研究表明，高尔基体不仅参与细胞内筛选的细胞器，还参与固有免疫应答的信号转导，其中起着重要的作用( brubaker、bonham、zanoni、&； kagan，； chen &； chen，。

高尔基体和nlrp3炎症小体

多种细胞内nlrs开始组装炎症小体，促进il-1β和il-18的分泌和细胞的焦死。 与只由其他少数病菌分子激活的炎症小体不同，nlrp3炎症小体不仅被病毒rna和尼日利亚菌( nigericin )等分子激活，还被石棉和二氧化硅等环境刺激物质、尿酸单钠结晶、胆固醇 过度激活的nlrp3炎症小体包括2型糖尿病、老年痴呆症、中风( gong、&； 周，； 塘，公，江，&； 周，。

最近的研究表明，nlrp3激动剂使溶酶体、线粒体、高尔基体等多种细胞结构发生功能衰竭和损伤，开始了nlrp3炎症小体的组装。 高尔基体、内质网和线粒体的连接是nlrp3炎症小体活化的重要环节( gong、yang、jin、&； 周，。

▲图1

多种nlrp3激活剂可诱导NLR3和内质网上类固醇调节原体结合蛋白2(srebp2)和srebp切断激活蛋白( scap )的相互作用。

nlrp3-scap-srebp2三联复合体从内质网进入顺面高尔基体，srebp2在这里被切断，N末端srebp2(n-srebp2)进入细胞核，促进胆固醇合成相关基因的表达。

到达正面高尔基体后，nlrp3也可以用动态方法通过高尔基体到达背面高尔基体网( tgn )，在蛋白激酶d(pkd )的作用下磷酸化。

许多nlrp3活化剂会引起tgn的分解，分解的tgn(dtgn )成为促进nlrp3凝集和炎症小体用磷脂酰肌醇4磷酸( ptdlns4p )组装的立足点。 除了磷酸化nlrp3外，pkd还可以通过磷脂酰肌醇4激酶3β激活nlrp3。

高尔基体与核酸感知

环gmp-amp合酶( cgas )可以直接识别细胞内双链dna，诱导第二信使环gmp-amp(cgamp )的产生，是固有免疫应答中的重要受体 chen，。 cgamp通过与干扰素基因刺激蛋白( sting )结合激活，激活tank结合激酶1(tbk1 )和iκb激酶( ikk )，通过转录因子ifn激活分子3(irf3)和核因子( nf)-κb ) sting最初被认为是内质网中的跨膜蛋白，但在初期的研究中发现，活化的sting从内质网进入高尔基体最终形成细胞质囊泡，与tbk1组合促进ifn-i的生成。 更多的研究证明内质网高尔基体中间室( ergic )与高尔基体室和sting的激活有关( dobbs et al .，。 来自微生物的双链rna通过激活tlr3和rlr信号产生固有免疫应答。 这些模式识别受体下游适配器蛋白不同，但都是通过tbk1的招募和激活最终生成irf3依赖的IFN-I ( Chow，gale，&； loo，。

▲图2

( a) cgas直接识别胞浆内的双链dna，诱导第二信使cgamp的产生。 ( a1)cgamp与内质网上的sting结合激活。 ( a2 )与CG AMP结合后，sting用外皮蛋白复合体ii(copii )依赖的方法从ergic进入高尔基体。 ( a3 )到达高尔基体后，sting被棕榈酰化，招募tbk1活化，通过转录因子ifn调节分子3(irf3)促进ifnI的释放。 ( a4 )含有sting的ergics也可以参与lc3脂质化和自噬小体的形成。 ( a5 )含有sting的高尔基分泌囊泡和巨噬细胞以依赖于rab-7的方法筛选为溶酶体，引起sting和dna分解。

( b )来自微生物的双链rna(dsrna )通过tlr3，rig-i和黑色素分化相关蛋白5(mda5 )诱导tbk1依赖的irf3激活和ifn-i生成。 ( b1 )激活的内部体tlr3招募连接蛋白trif，胞浆rig-i和mda5募集线粒体抗病毒信号蛋白( mavs )进行激活。 ( b2 )适配器蛋白的激活引起tbk1的招募和运输，肿瘤坏死因子受体相关分子( traf3 )定位于高尔基体，与optn-tbk1复合体相互作用，激活tbk1。 ( b3 )高尔基体、线粒体和体内的空间序列和tbk1-optn复合体的动态输送对高尔基体traf3-optn-tbk1的活性化是不可缺少的。

高尔基体和ifn诱导的gtpase

如上所述，许多prrs的激活促进了一型干扰素( ifn-i )的生成。 ifn-i通过升高多种ifn刺激基因( isgs )发挥抗菌、抗病毒功能，其中一种重要的蛋白质是干扰素诱导的gtpase。 鸟苷酸结合蛋白5(gbp5)和免疫相关gtpase家族m(itgm )是定位于高尔基体的两种ifn诱导的gtpase(hansen et al .； ngo，papa，perera，bolton，&； sengupta，； springer，schramm，taylor，&； howard，。

▲图3

ifni和ifnii都促进了ifn诱导的gtpase的表达。 ( a1)gbp5和( b1)irgm是位于高尔基体上的ifn诱导的gtpase。 ( a2-a3)gbp5抑制高尔基体上的蛋白酶furin，抑制病毒包糖蛋白( env )的加工和结合。 ( b2)irgm1从高尔基体移动到吞噬小体，与I类磷脂酰肌醇3激酶( pi3ks )相互作用。 ( b3)irgm促进beclin1等自噬相关蛋白的作用。 ( b4)irgm依赖的吞噬小体和自食小体变成溶酶体，分解细胞内病原微生物。

微生物劫持战略:影响高尔基体相关固有免疫应答

从高尔基体固有免疫应答中的重要意义来看，多种病原微生物通过以高尔基体或高尔基体相关蛋白为目标的方法来抑制宿主免疫反应，促进宿主细胞内的生存。

▲图4

结论与展望

教授小组总结了高尔基体在固有免疫应答中的功能，强调了高尔基体是连接多个细胞区域室的重要平台，指出了宿主免疫应答信号转导的重要功能。 高尔基体与其他细胞结构如何相关，以及固有免疫应答激活过程中的详细机制值得研究。

本文参考文献(上下笔画看)

boncompain，g .，&； weigel，a.v.( ).transportandsortinginthegolgicomplex:multiplemechanismssortpersecargo.curropincellbills

brubaker，s. w .，bonham，k. s .，zanoni，I .，&； kagan，j.c.( ).innateimmunepatternrecognition:acellbiologicalperspective.annurevimmunol，33，257

chen，j .，&； chen，z.j.( ).PT DINS4PondisPersedtrans-GolginetworkMediatesnlrp3inflammasomeactivation.nature，564

chow，k. t .，gale，m .，jr .，&； loo，y.m.( ).rig-iandotherrnasensorsinantiviralimmunity.annurevimmunol，36，667-694.doi

dobbs，n .，burnaevskiy，n .，chen，d .，gonugunta，v. k .，alto，n. m .，&； yan，n.( ).stingactivationbytranslocationfromtheerisassociatedwithinfectionandautoinflammatorydisease.cell host

doi:10.1016/j.chom..07.001

gong，t .，江，w .，&； zhou，r.( ).controlofinflammasomeactivationbyphosphorylation.trendsbiochemsci，43(9)，685-699

gong，t .，liu，l .，江，w .，&； zhou，r.( ).damp-sensingreceptorsinsterileinflammationandinflammatorydiseases.natrevimmunol，20(2)

gong，t .，yang，y .，jin，t .，jang，w .，&； zhou，r.( ).orchestrationofnlrp3inflammasomeactivationbyionfluxes.trends immunol，39(5)，393-4000

hansen，m. d .，johnsen，i. b .，stiberg，k. a

murray，r. z .，&； stow，j.l.( ).cytokinesecretioninmacrophages:snares，rabs，andmembranetrafficking.front immunol。

ngo，b .，papa，n .，perera，m .，bolton，d .，&； sengupta，s.( ).predictorsofdelaytocystocyscopyandadequacyofinvestigationsinpatientswithaematuria.bj uint，1110

springer，h. m .，schramm，m .，taylor，g. a .，&； howard，j. c. (). irgm1 (lrg-47 )，aregulatorofcell-autonomous immunity是doesnotlocalizetomycobacterialorlisterialphagosomesiny

sun，l .，wu，j .，du，f .，chen，x .，&； chen，z.j.( ).cyclic GMP-ampsynthaseisacytosolicdnasensorthatactivatesthetyPeiinterferonPathway.science

tang，t .，gong，t .，jang，w .，&； zhou，r.( ).gpcrsinnlrp3inflammasomeactivation，regulation，and therapeutics.trendspharmacolsci，39 ( )

通信作者介绍

周荣斌

教授

周荣斌，中国科学技术大学教授，博士生导师，生命科学医学部副部长，基础医学院执行院长。 年得到国家优秀青年科学基金的支持，年被评为科技部中青年科技创新领导人才，年被评为中央集团部万人计划领导人才，年得到基金委员会创新集团项目的支持，2019年成为科技部要点研究开发项目

主要从事免疫和炎症信号转导和疾病机制的研究，第一/通讯作者在nature、cell、nat rev immunol、nat immunol、immunity、j exp med等杂志上发表了20多篇论文，他在6000 获得中国优秀青年科学技术人才奖()、中国青年科学技术奖()、谈家框架生命科学创新奖()等奖。 cellular &； molecular immunology编辑委员。 中国免疫学会青年就业委员会主任委员、基础免疫分会副主任委员。

相关论文新闻

原文刊登在塞尔普雷斯细胞出版社

旗帜下的期刊trends in cell biology上，

阅读原文。