6月25日，來自中國科學(xué)院上海巴斯德研究所的劉星研究員團隊與美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Judy Lieberman教授團隊以研究長文（Research Article）形式在《Science》雜志發(fā)表題為The lysosomal Rag-Ragulator complex licenses RIPK1- and Caspase-8-mediated pyroptosis by Yersinia的論文，報道通過CRISPR/Cas9全基因組敲除篩選鑒定出耶爾森菌感染并觸發(fā)細胞焦亡的關(guān)鍵因子—Rag-Ragulator復(fù)合物，并揭示該復(fù)合物激活FADD-RIPK1-Caspase-8（complex Ⅱ）的分子機理。 

　　耶爾森菌（Yersinia）是廣泛存在于自然界的一種革蘭氏陰性菌，屬內(nèi)多個菌種具有極高人類致病毒性，其中鼠疫耶爾森菌是烈性傳染病鼠疫的病原菌；腸炎耶爾森菌可致胃腸炎、關(guān)節(jié)炎及敗血癥等。細胞焦亡（pyroptosis）是一種依賴gasdermin家族蛋白質(zhì)膜打孔而引發(fā)的新型細胞程序性死亡，是機體免疫系統(tǒng)對抗病原菌入侵的主要手段之一，亦是近些年固有免疫和腫瘤免疫治療領(lǐng)域研究熱點。細胞發(fā)生焦亡時，可通過釋放促炎因子招募免疫細胞并清除入侵病原體1-5。自本世紀初“焦亡”概念提出以來，大量研究結(jié)果顯示革蘭氏陰性菌感染后宿主細胞主要通過炎性caspase介導(dǎo)的炎癥小體（Inflammasome）活化和gasdermin D（GSDMD）切割觸發(fā)細胞焦亡6-10。2018年，馬薩諸塞醫(yī)學(xué)院Egil Lien和塔夫茨醫(yī)學(xué)院Alexander Poltorak課題組相繼發(fā)現(xiàn)耶爾森菌分泌的毒力蛋白YopJ通過抑制TAK1激活RIPK1/caspase-8，從而進一步切割GSDMD導(dǎo)致焦亡11,12，但抑制后的TAK1如何激活RIPK1/caspase-8的分子機制尚不清晰。 

　　在本研究中，研究人員首先利用LPS + 5z7（TAK1抑制劑）處理模擬耶爾森菌感染，通過CRISPR/Cas9全基因組敲除篩選發(fā)現(xiàn)Rag-Ragulator復(fù)合物（包含RagA、RagC和Lamtor1-5）參與調(diào)控了耶爾森菌感染誘發(fā)的細胞焦亡。驗證實驗結(jié)果顯示Rag-Ragulator復(fù)合物特異性地參與TLR/TNF-caspase-8-GSDMD通路介導(dǎo)的細胞焦亡，而不參與經(jīng)典或非經(jīng)典炎癥小體介導(dǎo)的細胞焦亡。進一步研究發(fā)現(xiàn)Rag-Ragulator的功能缺失能夠顯著抑制complex Ⅱ的形成、RIPK1磷酸化和caspase-8激活，提示Rag-Ragulator作用于complex Ⅱ上游。功能結(jié)構(gòu)域Mapping實驗結(jié)果顯示RagC分別與RIPK1蛋白N端kinase domain和caspase-8蛋白C端caspase domain相互作用。進一步共定位免疫熒光染色結(jié)果顯示，在刺激條件下RIPK1和caspase-8能夠被招募到溶酶體，而這一過程依賴于Rag-Ragulator復(fù)合物。之后研究人員詳細探究了Rag-Ragulator復(fù)合物發(fā)揮作用機制：1）過表達溶酶體膜定位缺失突變體Lamtor1 3A能夠顯著抑制耶爾森菌感染誘導(dǎo)的細胞焦亡；2）GDP而非GTP形式的RagC能與RIPK1/caspase-8結(jié)合并促進細胞焦亡；3）缺失FLCN-FNIP2的細胞能夠抵抗細胞焦亡的發(fā)生，而在該細胞中表達GDP形式的RagC可回復(fù)焦亡狀態(tài)。 

　　綜上，該研究闡釋了溶酶體定位的Rag-Ragulator復(fù)合物在耶爾森菌感染中的新功能，并詳細解析了耶爾森菌感染后宿主細胞內(nèi)RIPK1/caspase-8活化分子機制，是對細胞焦亡領(lǐng)域一大拓展，也為如鼠疫耶爾森菌和腸炎耶爾森菌感染相關(guān)疾病治療提供了新靶點和新思路。 

　　模式圖：在耶爾森菌感染過程中，Rag-Ragulator作為一個功能性平臺招募并激活RIPK1與caspase-8，進而觸發(fā)GSDMD的剪切活化及隨后的細胞焦亡。 

　　全文鏈接： https://science.sciencemag.org/content/372/6549/eabg0269

　　附：中科院上海巴斯德所劉星課題組介紹： 

　　中科院上海巴斯德所劉星課題組一直圍繞病原體感染引起的機體免疫應(yīng)答調(diào)控機制研究，探索病原微生物致病機理以及宿主細胞抵御病原體入侵的關(guān)鍵免疫規(guī)律，旨在為相關(guān)感染性疾病如膿毒癥、自身免疫性疾病以及癌癥的精準治療提供新的藥物靶點和治療策略（http://sourcedb.shanghaipasteur.cas.cn/zw/kydw/yjzz/201804/t20180411_4995080.html）。劉星研究員在其所屬研究領(lǐng)域取得諸多重要原創(chuàng)性成果，發(fā)表高水平SCI學(xué)術(shù)論文30余篇，其中以第一或通訊作者身份在Nature, Science, Cell, Nature Immunology, Immunity, Nature Reviews Drug Discovery等雜志發(fā)表論文20余篇，他引3000余次。作為一支年輕朝氣、熱愛科研、勇于挑戰(zhàn)、團結(jié)協(xié)作的科研創(chuàng)新團隊，課題組熱忱歡迎有理想、有激情、踏實認真并樂于探索病原微生物及免疫未知世界的博士后、博士及研究生聯(lián)系加入！ 

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　　（責(zé)編：黃萍）