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發(fā)現(xiàn)炎癥的“生長端”

來自波恩大學和科隆大學的研究人員觀察到危險傳感器 NLRP3 是如何像線一樣拉長自身的。

波恩大學5月13日消息

發(fā)紅、腫脹、疼痛——這些都是炎癥的跡象。它用于保護身體免受病原體或外來物質(zhì)的侵害。波恩大學(University of Bonn)和科隆大學(University of Cologne)的研究人員能夠證明,一種重要的傳感器蛋白的炎癥反應(yīng)在特定的空間方向上進行。這一發(fā)現(xiàn)有可能在“生長端”阻止炎癥,從而阻止慢性炎癥性疾病。該研究現(xiàn)已發(fā)表在《科學進展》(Science Advances)雜志上。

研究于2022年5月13日發(fā)表在《Science Advances》(最新影響因子:14.136)雜志上

如果細菌或病毒攻擊活細胞或其中出現(xiàn)其他外來物質(zhì),則會激活縮寫為 NLRP3 的危險傳感器。波恩大學醫(yī)院結(jié)構(gòu)生物學研究所的 Matthias Geyer 教授說:“大腦中阿爾茨海默病特征的蛋白質(zhì)沉積物,即所謂的 β-淀粉樣蛋白斑塊,也可以啟動 NLRP3!眳⒖荚缙诘难芯,正如研究人員先前的這些研究所表明的那樣,這種反應(yīng)越來越多地為自身提供燃料:由 NLRP3 引發(fā)的炎癥反應(yīng)促進了 β-淀粉樣蛋白斑塊的進一步沉積,并顯著促進了疾病進程。

一旦被激活,幾個 NLRP3 蛋白就會相互連接,從而形成一個線狀結(jié)構(gòu)的細胞核,越來越多的蛋白質(zhì)聚集在該細胞核上!耙坏┏霈F(xiàn)大約十幾個 NLRP3 分子,反應(yīng)就會開始,” Geyer 報告說。理論上,無限數(shù)量的 NLRP3 分子可以連接在一起,并將線狀結(jié)構(gòu)(科學上稱為“細絲” )延伸得越來越遠。Geyer 教授團隊的 Inga Hochheiser 現(xiàn)在已經(jīng)能夠展示這種細絲生長并繼續(xù)擴展的方向!拔覀兡軌蚴褂玫蜏仉娮语@微鏡獲得這些見解。這種方法可以以高達 80,000 倍的放大率觀察蛋白質(zhì)分子,從而使它們直接可見,” Hochheiser 說。

Inga Hochheiser 博士和波恩大學醫(yī)院結(jié)構(gòu)生物學研究所所長 Matthias Geyer 教授

顯微鏡下線狀結(jié)構(gòu)的“靜止圖像”

科學家以微小的步驟將從細胞中分離出來的 NLRP3 淋在樣品載體上,然后將這種混合物快速冷凍。這為研究人員提供了一種低溫電子顯微鏡下的“靜止圖像”。NLRP3 分子并排排列的新出現(xiàn)的線狀結(jié)構(gòu)因此被可視化!斑@些單獨的圖像可以理解細絲是如何伸長的,就像在電影中一樣,”

Hochheiser 說。由于分子在像下毛毛雨樣落在樣品載體上的方式不同,因此可以在顯微鏡下從不同的角度看到它們。這些不同的視圖可以在計算機上組合起來,形成三維圖像。結(jié)果表明,細絲僅在一個方向上形成!斑@使我們能夠看到炎癥結(jié)構(gòu)的一部分,并逐步解讀生長方向,”領(lǐng)導這項研究的 Geyer 教授說,他是波恩大學卓越免疫傳感集群2和跨學科研究領(lǐng)域“生命與健康”的成員。

電子顯微照片 - 危險傳感器 NLRP3 與其信號蛋白之間的連接處,以放大倍數(shù)顯示,計算出的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

阻止慢性炎癥性疾病

“技術(shù)挑戰(zhàn)是找到線狀結(jié)構(gòu)中的過渡并使其在圖像中可見。"科隆大學生物化學研究所的 Elmar Behrmann 教授說。"新發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在使我們能夠使用抗體或藥物針對炎癥反應(yīng)的生長端," Hochheiser 解釋說。這使研究人員更接近他們的目標,即阻止炎癥結(jié)構(gòu)的進一步積聚,從而對抗慢性炎癥。

參考文獻

Source:University of Bonn

'Growing end' of inflammation discovered

Reference:

Inga V. Hochheiser, Heide Behrmann, Gregor Hagelueken, Juan F. Rodríguez-Alcázar, Anja Kopp, Eicke Latz, Elmar Behrmann, Matthias Geyer. Directionality of PYD filament growth determined by the transition of NLRP3 nucleation seeds to ASC elongation. Science Advances, 2022; 8 (19) DOI: 10.1126/sciadv.a(chǎn)bn7583

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       原文標題 : 發(fā)現(xiàn)炎癥的“生長端”

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