程序性细胞坏死是一种高度受调控的细胞死亡方式,参与机体的多种病理过程,如细菌和病毒感染、动脉粥样硬化等无菌损伤导致的炎性病变,因此受到了学术界的广泛关注.程序性细胞坏死在生理病理上的重要性决定了其在调控上的复杂性,因此尽管有大量相关机制研究^[1]被报道,仍然有许多重要的科学问题尚未解决.其中,线粒体活性氧簇(ROS)在程序性细胞坏死中发挥作用的分子机制,是近20年内该领域研究中一个长期存在的问题.此外,参与受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸激酶1(RIP1)^[2]作为程序性坏死通路上的关键蛋白,其激酶活性是行使功能所必需的,但是这一激酶活性在程序性细胞坏死中是如何发挥作用的目前尚未知.

2017年2月8日,《Nature Communications》在线发表了厦门大学生命科学学院韩家淮教授课题组的最新研究成果,揭示了ROS通过直接氧化RIP1蛋白上3个关键的半胱氨酸(C257、C268和C586),特异地增强RIP1在第161位丝氨酸(S161)上的自磷酸化,从而促进坏死小体的形成和程序性细胞坏死的发生^[3].该课题组此前发表在《Science》上的一项研究成果^[4]中,已证实程序性细胞坏死的关键蛋白RIP3可以促进线粒体代谢,进而促进ROS的产生和积累以及程序性细胞坏死.而近期这项最新研究成果将“ROS的作用”和“RIP1自磷酸化的功能”这2个看似独立的科学问题关联了起来,进一步完善和深化了对程序性细胞坏死调控机制的诠释.

该研究中,利用质谱技术证实了RIP1蛋白上的C257、C268和C586可接接受ROS的氧化调控,进而增强自身激酶活性,使S161发生自磷酸化,由此证明RIP1的激酶活性在程序性细胞坏死中的主要功能是自磷酸化S161,且S161正是研究者们长期寻找的RIP1上的功能性磷酸化位点.坏死小体的形成是程序性细胞坏死发生的必要复合物,而S161的自磷酸化是RIP1有效募集RIP3形成有功能的坏死小体所必需的.ROS的产生依赖于坏死小体中RIP3的功能,从而介导了程序性细胞坏死通路里的正反馈调控.这项研究成果阐明了ROS促进程序性细胞坏死的分子机制(图1),对全面解析程序性细胞坏死机制并协助疾病治疗具有重要意义.

图1 ROS促进程序性细胞坏死的分子机制