来自波恩大学和科隆大学的研究人员观察到危险传感器 NLRP3 是如何像线一样拉长自身的。

波恩大学5月13日消息

发红、肿胀、疼痛——这些都是炎症的迹象。它用于保护身体免受病原体或外来物质的侵害。波恩大学（University of Bonn）和科隆大学（University of Cologne）的研究人员能够证明，一种重要的传感器蛋白的炎症反应在特定的空间方向上进行。这一发现有可能在“生长端”阻止炎症，从而阻止慢性炎症性疾病。该研究现已发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

研究于2022年5月13日发表在《Science Advances》（最新影响因子：14．136）杂志上

如果细菌或病毒攻击活细胞或其中出现其他外来物质，则会激活缩写为 NLRP3 的危险传感器。波恩大学医院结构生物学研究所的 Matthias Geyer 教授说：“大脑中阿尔茨海默病特征的蛋白质沉积物，即所谓的 β－淀粉样蛋白斑块，也可以启动 NLRP3。”参考早期的研究，正如研究人员先前的这些研究所表明的那样，这种反应越来越多地为自身提供燃料：由 NLRP3 引发的炎症反应促进了 β－淀粉样蛋白斑块的进一步沉积，并显著促进了疾病进程。

一旦被激活，几个 NLRP3 蛋白就会相互连接，从而形成一个线状结构的细胞核，越来越多的蛋白质聚集在该细胞核上。“一旦出现大约十几个 NLRP3 分子，反应就会开始，” Geyer 报告说。理论上，无限数量的 NLRP3 分子可以连接在一起，并将线状结构（科学上称为“细丝” ）延伸得越来越远。Geyer 教授团队的 Inga Hochheiser 现在已经能够展示这种细丝生长并继续扩展的方向。“我们能够使用低温电子显微镜获得这些见解。这种方法可以以高达 80，000 倍的放大率观察蛋白质分子，从而使它们直接可见，” Hochheiser 说。

Inga Hochheiser 博士和波恩大学医院结构生物学研究所所长 Matthias Geyer 教授

显微镜下线状结构的“静止图像”

科学家以微小的步骤将从细胞中分离出来的 NLRP3 淋在样品载体上，然后将这种混合物快速冷冻。这为研究人员提供了一种低温电子显微镜下的“静止图像”。NLRP3 分子并排排列的新出现的线状结构因此被可视化。“这些单独的图像可以理解细丝是如何伸长的，就像在电影中一样，”

Hochheiser 说。由于分子在像下毛毛雨样落在样品载体上的方式不同，因此可以在显微镜下从不同的角度看到它们。这些不同的视图可以在计算机上组合起来，形成三维图像。结果表明，细丝仅在一个方向上形成。“这使我们能够看到炎症结构的一部分，并逐步解读生长方向，”领导这项研究的 Geyer 教授说，他是波恩大学卓越免疫传感集群2和跨学科研究领域“生命与健康”的成员。

电子显微照片 － 危险传感器 NLRP3 与其信号蛋白之间的连接处，以放大倍数显示，计算出的蛋白质结构

阻止慢性炎症性疾病

“技术挑战是找到线状结构中的过渡并使其在图像中可见。＂科隆大学生物化学研究所的 Elmar Behrmann 教授说。＂新发现现在使我们能够使用抗体或药物针对炎症反应的生长端，＂ Hochheiser 解释说。这使研究人员更接近他们的目标，即阻止炎症结构的进一步积聚，从而对抗慢性炎症。

参考文献

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．abn7583

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       原文标题 : 发现炎症的“生长端”