細胞因子影響了幾乎每一個生理過程，從 續產生的IL-18結合蛋白(IL-18BP)來降低。IL-18BP 的重組及天然蛋白 10 胚胎發育和疾病發生，到認知功能的改 結合IL-18，親和力高于與細胞結合的或可溶性的 變、感染的非特異反應、抗原的特異反應、移 IL-18受體，因此能阻止IL-18的信號傳導6,7。 技術新體驗 植排斥和衰老的退化過程。雖然細胞因子是由 IL-1β 的加工和分泌 加工和分泌過程的嚴謹 R&D SYSTEMS NEW TOOLS免疫系統的細胞為了對抗感染而分泌的，但是 調控為抑制IL-1β和IL-18的活性提供了另一種機 由于促炎細胞因子在促進或維持有害炎癥時起 Cell-Based ELISAs 11 制。 IL- 1家族成員除個別外，一開始合成的都是 作用，它們也成為治療性干預的靶標 1 。事實 無活性的前體，缺乏典型的信號肽。與這種模式一 ExactaChIPTM染色質免疫沉淀試 上，在細胞因子誘導的炎癥中，一些內在機制 致，IL家族的成員-IL-33也是如此。這些細胞 劑盒 12也幫助減輕這些介質的有害影響。

首先，就白 因子不能像其他分泌蛋白一樣，簡單地進入典型的 介素-1(IL-1)來說，IL-1 RII細胞表面受體是真 分泌通路并離開細胞，而是必須從無活性的形式轉 正的IL-1受體的冒牌貨。IL-1 RII結合IL-1， BIObrief 變成有活性的形式。caspase-1是一種胞內半胱氨酸 但并不傳遞信號，從而剝奪了真正的受體啟動 蛋白酶。IL-1β、IL-18和IL-33需經caspase-1的作IL-1 信號的機會2。在炎癥過程中，細胞因子受 小鼠Th17分化中的信號途徑 插頁 用從無活性的前體轉變為成熟的活性形式才能被分 體的細胞外域(如可溶性IL-1受體)得以釋放，具 泌出胞外。caspase-1的激活是自身嚴格調控的，并 有中和IL-1信號的作用。此外，IL-1受體拮抗 成為限制炎癥的又一*機理。 劑(IL-1ra)能結合IL-1受體，其親和力高于IL-1α或IL-1β配體3，同樣不引發信號傳遞。由于 Caspase-1 和炎癥 Caspase-1，以前稱為IL-1βIL-1ra是以高濃度的急性時相蛋白(acute phase 轉換酶(ICE)，屬于9種半胱氨酸蛋白酶家族中的一protein)存在的，因此IL-1ra與IL-1的比例可影 員。這種半胱氨酸蛋白酶可特異性識別底物P1位點 響疾病的嚴重程度。zui后一個限制IL-1內在炎 的天冬氨酸殘基。這個蛋白酶家族的大多數成員在 癥反應的機制是單個免疫球蛋白IL-1相關受體 凋亡激活中可通過促進關鍵胞內蛋白的切割而介導 4 5 (SIGIRR)，它在體外 和體內 均可降低炎癥反 程序性細胞死亡。然而，似乎只有caspase-1通過 應。IL-1家族另一成員IL-18的作用也能通過持 切割IL-1β、IL-18和IL-33的前體，參與了炎癥反 www.rndsystemschina。。ｃｏｍ.cn 癌癥 發育學 內分泌學 免疫學 神經科學 蛋白酶 干細胞 1 |科研zui前沿|應。實際上，IL-1β或IL-18炎癥中的限速步驟正是caspase-1的激 活。無活性的pro-caspase-1通過二聚體化轉變成有活性的酶，接著 Pro-Caspase-1 ASC A.一個自身催化反應產生了包含兩個大亞基和兩個小亞基的活性分子。 caspase-1 CARD CARD PYR這種自身催化作用是由caspase-1炎性體(caspase-1 inflammasome)嚴 CARD FIIND PYR NACHT NAD LRR格控制的8。 Cardinal NALP-3 (Cryopyrin) 大量研究集中在caspase-1的激活和活性IL-1β的釋放，然而對 于caspase-1在釋放IL-18或IL-33中的作用卻知之甚少。早在15年前 B. NALP-1 Pro-Caspase-5研究人員就已發現Caspase-1并認識到它在IL-1β分泌中的重要性, PYR NACHT NAD LRR FIIND CARD caspase-5 CARD通過實驗證實caspase-1抑制劑能降低培養的單核細胞中分泌的活性 CARD PYR caspase-1 CARD IL-1β9,10。從那時起，對caspase-1缺陷小鼠的研究就證實了這個酶 ASC Pro-Caspase-1在控制炎癥中的重要性11,12。例如，發現caspase-1缺陷小鼠不會形 成炎癥性腸病(inflammatory bowel disease)13。然而，現在還不清楚 protein-protein interaction caspase-1缺陷小鼠中炎癥的減輕是不是因為IL-18或IL-1β的加工 和釋放的減少14。 圖2 NALP3和NALP1炎性體。(A)NALP3是一種具有四個功能域的蛋白：PYR(Pyrin)、 NACHT(NAIP 、 CIITA 、 HET-E 、和 TP- 1 都含有此功能域 ) ， NAD(NALP 相關功能域 ) 和 Cryopyrin (NALP3)的發現 2001年，科學家們在研究對寒冷特別 LRR(亮氨酸富集重復區)。NALP3通過其CARD(Caspase-1 Recruitment Domain)與pro- caspase–1相關聯。因NALP3缺乏自身的CARD，連接蛋白ASC(Apoptosis-associated敏感的患者時取得一個和pro-caspase-1前體加工有關的重大發現。 Speck-like protein containing CARD)上的CARD為其提供連接。ASC的pyrin功能域與 NALP3上的pyrin相互作用。NALP3上的NACHT功能域所發生的突變與三種自身免疫疾病 當暴露在寒冷的溫度下，這些患者會出現蕁麻疹性皮疹，進一步發展 有關(FCAS、MWS、NOMID,見表1)26-28.NALP3復合體上的其他蛋白，如Cardnical（NFkB為疲勞和關節疼痛的全身癥狀。此外，這些患者還出現了發燒和白細 活化配體的CARD 抑制劑）參與炎性體的寡聚反應及Caspase–1 的激活反應。(B) 位于 pro-caspase-1羧基端的CARD與NALP1羧基端的CARD相互作用。ASC的存在似乎有助于加 胞計數升高。實際上，他們對低溫的反應類似于急性的感染的癥狀。NALP1炎性體的功能。NALP1還參與了對Caspase–5的激活。ASC的CARD和pyrin功能 域把pro-caspase-5與NALP1蛋白連接在一起。 生將這種疾病稱之為家族性寒冷自身炎癥綜合癥(Familial Cold Auto-inflammatory Syndrome ，FCAS)，但它的起因卻無人知曉。通過對一 巨噬細胞、巨噬細胞系或從循環的單核細胞衍化來的樹突狀細胞中的 個大家庭中有癥狀的患者進行遺傳分析，研究人員發現寒冷敏感性 炎性體就不是一直處于激活狀態。在這些細胞中，IL-1β前體合成 狀有著常染色體顯性遺傳模式，患者們的同一個基因發生了突變。 的激發以及鉀離子流出的刺激都是激活炎性體所必需的。但在自身炎 這個基因被命名為“寒冷誘導自身炎癥綜合癥-1"或CIAS-1(Cold- 癥疾病的患者中，炎性體已被激活，它不需要胞內鉀離子水平的減少induced Auto-inflammatory Syndrome-1)，這個基因編碼的蛋白就 20 。 稱為cryopyrin15。Cryopyrin 的另一個名字是NALP3。之后的研究表明 除了自身炎癥疾病，NALP3炎性體對IL-1β和IL-18前體的加工NALP3 通過蛋白間的相互作用與胞內的pro-caspase-1蛋白結合16,17。 在接觸性超敏反應中也起著重要作用。接觸性超敏反應或濕疹是指 正如下文所述，這種結合對于pro-caspase-1的加工和激活是非常重 皮膚暴露在化學接觸性致敏原下會引起免疫反應。角質細胞中包含 要的。 了NALP3炎性體的成分，而接觸性致敏原引起了caspase-1依賴性的 NALP3 炎性體 這個炎性體由蛋白成分構成，它們由弱的蛋白- IL-1β和IL-18的加工和分泌。實際上，ASC和NALP3缺陷的小鼠所表 蛋白相互作用裝配形成了一個復合物18。盡管NALP3炎性體可在某些 現出相對弱的接觸性皮炎，提示接觸性超敏反應部分是由NALP3 炎性 條件下預先激活，但大部分研究表明NALP3的激活需要胞內鉀離子水 體的激活引起的21。 平的突然降低。細胞鉀離子的流出可由胞外ATP經P2X7嘌呤通道或其 他死細胞的副產物引發。鉀離子流出或其他微生物觸發物，激活了 NALP1 炎性體 患有白癜風(一種攻擊皮膚黑色素細胞的自身免NALP3炎性體的寡聚反應。Pro-caspase-1通過CARD功能域與炎性體結 疫疾病)的病人可能還患有第二種甚至第三種自身免疫疾病，如甲狀 合。這個功能域結合了ASC銜接蛋白上的CARD功能域，然后通過它的 腺炎、風濕性關節炎、糖尿病或炎癥性腸疾病(克羅恩氏病)。對患pyrin(PYR)功能域與NALP3相互作用。

這種pro-caspase-1與NALP3 有白癜風及第二種自身免疫疾病的家族患者進行遺傳分析，發現了 22的結合引發了自身催化事件，激活了pro-caspase-1，并導致IL-1β NALP家族基因的另一個突變，NALP1 。盡管NALP1和NALP3都參與了 前體的加工。加工過的活性IL-1β或可直接從胞漿離開細胞或可通 pro-caspase-1向活性酶的轉變，但NALP1能通過CARD結構域與pro- 19過專門的分泌溶酶體離去(圖3) 。 caspase-1直接結合(圖2)。NALP3炎性體的低聚化需要ASC銜接蛋白連 接NALP3與pro-caspase-1，盡管ASC可以擴增NALP1復合物的形成，但 在新鮮獲得的人血液單核細胞中，炎性體似乎一直處于激活妝態。這 并不是其形成所必需的。 種激活水平與內毒素、其他Toll 樣受體(TLR)的配體或細胞因子(包括IL-1 本身)的刺激相似，在誘導IL-1β前體的加工后分泌這些活性細 NALP 1對 caspase 的加工顯然在特定的促炎癥細胞死亡過程 胞因子。加工過的IL-1β的釋放在幾小時內持續發生。相比之下， (pyroptosis) 中扮演了重要角色。 Pyroptosis 不像凋亡那樣需要 caspase-1。例如，在感染了沙門氏菌的巨噬細胞中，caspase-1由 Idiopathic Arthritis)是一種使人虛弱的兒童期疾病，并伴有反復發NALP1激活，產生了IL-1β和IL-18，接著細胞內含物通過細胞膜孔 作的發燒和關節炎。這些患者與正常兒童相比，血液單核細胞分泌 迅速釋放23。同樣地，炭疽毒素引起的巨噬細胞死亡以pyroptosis 的 了更多的IL-1β。盡管沒有特定的遺傳基礎能用來解釋這種疾病， 方式發生，需要NALP1激活caspase-1，此外NALP1對caspase-5的激活 IL-1β阻斷劑的治療非常有效，這樣的話，可以降低標準的皮質類固 也是pyroptosis所必需的(圖2)。 醇的劑量，使這些兒童能正常生長。與此類似的是，新生兒多系統炎 癥疾病患者的血液單核細胞與正常人的單核細胞對照組相比，分泌了 自身炎癥疾病的治療 一些慢性的常常導致人很虛弱的炎癥疾病 更多的IL-1β20,27,29。 被稱為自身炎癥。這些失調還伴隨著發燒、關節和肌肉疼痛、疲勞 以及白細胞計數升高(大部分為嗜中性粒細胞)、急性周期蛋白增加、 zui近對II 型糖尿病患者的研究也表明IL-1ra和Anakinra的注射能 貧血和血小板數量高(血小板增多癥)。更重要的是，歸為自身炎癥的 保護胰島中分泌胰島素的β細胞30。這些臨床發現證實了20多年前認 疾病在使用某一種治療手段降低IL-1活性，尤其是IL-1β后，在臨 為IL-1β對β細胞有毒并參與了糖尿病中β細胞團死亡的研究結果。 床、血液和生化參數上都表現出快速并持續的下降24。這種IL-1活性 在II 型糖尿病患者中 IL-1β的來源可能是生物試劑胰島素的β細胞本 的下降可以通過IL-1受體拮抗劑、抗IL-1β單克隆中和抗體、IL-1 身，它釋放出IL-1β以應對高葡萄糖水平31。總的來說，自體炎癥疾Trap或口服caspase-1抑制劑來實現。相比之下，降低TNF-α的活性 病的成功治療就是針對IL-1β。這種系統炎癥反復發作的真正觸發機 卻幾乎沒有效果，表明自體炎癥疾病主要是由IL-1β調節的。這些失 制似乎是IL-1β本身，因為IL-1β表現出正反饋。 調代表caspase-1炎性體無法控制IL-1β前體的加工。

在自體炎癥疾 并不是所有的IL-1β前體都會被胞內的caspase-1切割。在細胞 病中阻斷IL-1β常常會導致炎性體活性的降低。這暗示IL-1β本身 外，IL-1β前體能被嗜中性粒細胞中的絲氨酸蛋白酶proteinase-3操控了它自身的合成，以及炎性體的激活(圖3)20。表1列出了一些被 切割32。這種類型的酶切加工同樣產生了有活性的IL-1β，這類患者 歸為自身炎癥的疾病。一些遺傳性自身炎癥疾病也指的是家族周期性 對IL-1β阻斷治療反應良好。例如，嗜中性粒細胞起主要作用的尿酸 發燒綜合癥25。自身炎癥綜合癥和疾病的癥狀構成了一系列的破壞性 26-28 鹽結晶關節炎(痛風)就能用IL-1受體拮抗劑來進行治療33。 的炎癥反應 。