PYD 和含卡结构域的蛋白质; PYCARD

含有细胞凋亡相关斑点样蛋白的卡片；ASC
甲基化诱导的沉默目标 1；TMS

HGNC 批准的基因符号：PYCARD

细胞遗传学定位：16p11.2 基因组坐标（GRCh38）：16:31,201,485-31,202,759（来自 NCBI）

▼ 说明

Caspase 相关募集结构域 (CARD) 介导 APAF1 ( 602233 ) 等衔接蛋白与参与细胞凋亡的 caspase 前体（例如 CASP9；602234 ）之间的相互作用。ASC 是包含 CARD 的衔接蛋白家族的成员。

▼ 克隆与表达

Masumoto 等人通过免疫筛选早幼粒细胞系(1999)分离出编码ASC的cDNA。推导的 195 个氨基酸的蛋白质包含一个 N 端吡啶 ( 608107 ) 样结构域 (PYD) 和一个 87 个残基的 C 端 CARD。蛋白质印迹分析显示 22 kD 蛋白质的表达。荧光显微镜显示一些转染细胞中有环状表达。Northern 和 Western blot 分析显示，在一些白血病细胞系和黑色素瘤细胞系中存在 0.8 kb 转录物的表达。

Conway 等人使用代表性差异分析来分离在过表达 DNMT1 ( 126375 ) 的细胞中相对于其原始成纤维细胞来源下调的基因(2000)克隆并表征了 ASC，他们将其命名为 TMS1。

马蒂农等人(2001)确定 ASC（他们将其称为PYCARD ）与 NALP1 ( 606636 ) 和 NALP2 ( 609364 )共享 N 端 PYD 。

▼ 基因功能

Masumoto 等人的蛋白质印迹分析(1999)表明ASC可能通过增加白血病细胞系对抗癌药物凋亡刺激的敏感性而具有促凋亡活性。

Conway 等人的甲基化敏感限制性 PCR 和甲基化特异性 PCR (MSP) 分析(2000)指出TMS1的沉默与外显子1周围的CpG岛的高甲基化相关，并且DNMT1的过度表达促进TMS1的高甲基化和沉默。乳腺癌细胞系（而非正常乳腺组织）表现出 TMS1 完全甲基化，并且不表达 TMS1 信息。TMS1 在乳腺癌细胞系中的表达抑制了生长并减少了存活集落的数量。康威等人(2000)得出结论，TMS1 的功能是促进 caspase 依赖性细胞凋亡，并且 TMS1 的过度表达会抑制乳腺癌细胞的生长。

Stimson 和 Vertino (2002)使用亚硫酸氢盐基因组测序、DNase I 超敏位点定位和染色质免疫沉淀表明，在正常成纤维细胞中，TMS1 CpG 岛由具有明显 5 素数和 3 素数边界的非甲基化结构域组成。过表达 DNMT1 的细胞中 CpG 岛的从头甲基化伴随着 CpG 岛特异性超敏位点形成的丧失、组蛋白 H3（参见602810）和 H4（参见602822）的局部低乙酰化以及基因沉默。Stimson 和 Vertino (2002)提出，正常细胞中存在蛋白质结合位点，这些位点划分了 TMS1 CpG 岛的边界，并且异常甲基化会克服该边界，从而导致基因沉默。

McConnell 和 Vertino (2000)表明，TMS1 的诱导型表达会抑制细胞增殖并诱导 DNA 片段化，这种片段化可以被 caspase 抑制剂或显性失活 CASP9 阻断，但不能被 CASP8 阻断 ( 601763 )。与许多含有 CARD 的蛋白质不同，TMS1 不会激活核因子 kappa-B (NFKB；164011 )。免疫荧光显微镜证明，细胞凋亡的诱导导致 CARD 依赖性从弥漫性细胞质表达转变为点状或球形核周聚集体。

大冢等人(2004)发现，当异位表达时，ASC 直接与 BAX ( 600040 ) 相互作用，与 BAX 共定位于线粒体，诱导细胞色素 c 释放，显着降低线粒体膜电位，并导致 CASP9、CASP2 ( 600639 ) 的激活）和CASP3（600636）。在 BAX 缺陷细胞中未观察到 ASC 快速诱导细胞凋亡。暴露于基因毒性应激后 ASC 的诱导也依赖于 p53 ( 191170 )。通过小干扰 RNA 阻断内源 ASC 表达，可减少对 p53 或基因毒性损伤的细胞凋亡反应，并抑制 BAX 易位至线粒体，这表明需要 ASC 将 BAX 易位至线粒体。

Mariathasan 等人利用基因打靶产生 Asc 或 Ipaf 缺陷小鼠 (CARD12；606831 ) (2004)发现在用脂多糖 (LPS) 刺激后，纯合突变体中不存在 Casp1 的 p20 和 p10，但野生型或杂合体巨噬细胞中不存在。在用 LPS 引发并用鼠伤寒沙门氏菌刺激后，Asc -/- 和 Ipaf -/- 中 Il1b ( 147720 ) 的分泌显着减少，但 Ripk2 ( 603455 ) 缺陷型巨噬细胞中的分泌却没有显着减少。免疫沉淀分析表明，Asc 与 Casp1 相关，表明炎症小体（活化的单核细胞和巨噬细胞中的多重接头复合物）的成分从分泌成熟 Il1b 的细胞中释放出来。Asc -/- 和 Ipaf -/- 巨噬细胞在用 Tlr（例如，TLR4, 603030 ）激动剂引发后响应 ATP 也无法处理 Casp1 ，导致 Il1b、Il1a ( 147760 ) 和 Il18 ( 600953 ) 的释放受损。用正常致死剂量的 LPS 攻击 Asc 缺陷小鼠，48 小时内死亡率仅为 30%，其余小鼠在第 7 天完全恢复。杂合子中也有一些幸存者。对 LPS 和 Tnf ( 191160 )反应的分析显示 Asc 在 Erk（例如 MAPK3、601795）或 Nfkb 信号传导中没有作用。用野生型而非 SipB 毒素缺陷型鼠伤寒沙门氏菌感染 Asc 或 Ipaf 缺陷型巨噬细胞不会导致细胞死亡，如野生型巨噬细胞中所见。玛丽亚萨桑等人(2004)得出结论，ASC 对于炎症体内 CASP1 的激活至关重要，而 CARD12 是响应至少 1 种细胞内病原体而激活 CASP1 所必需的。

阿戈斯蒂尼等人(2004)指出，与其他短 NALP 蛋白不同，NALP1 包含一个 C 端 CARD 结构域，可与 CASP5 相互作用并激活 CASP5 ( 602665 )。当 CASP1 和 CASP5 与 NALP1 和 ASC 组装形成炎性小体时，它们被激活，炎性小体负责加工非活性 IL1B 前体 (proIL1B)，释放活性 IL1B 细胞因子。Agostini 等人使用免疫沉淀分析(2004)发现CARD8 ( 609051 )包含C末端FIIND(查找功能)和CARD结构域，与缺乏N末端pyrin结构域和/或C-末端pyrin结构域的NALP2和NALP3(CIAS1； 606416 )的构建体相关。末端富含亮氨酸的重复结构域。他们确定这种相互作用是由 CARD8 的 FIIND 结构域以及 NALP2 和 NALP3 位于中心的 NACHT 结构域介导的。与 NALP1 一样，NALP2 和 NALP3 的热蛋白结构域与 ASC 的热蛋白结构域相互作用，后者招募 CASP1。转染实验表明，可以组装含有ASC、CARD8、CASP1和短NALP的炎症小体，导致CASP1激活，但CASP5不激活，以及proIL1B的强烈加工。

穆鲁维等人(2008)证明内化的腺病毒 DNA 诱导巨噬细胞中 IL1B 前体的成熟，这依赖于 NALP3 ( 606416 ) 和 ASC，它们是称为炎性体的先天胞质分子复合物的组成部分。相应地，Nalp3 和 Asc 缺陷的小鼠表现出对腺病毒颗粒的先天炎症反应减少。转染细胞质细菌、病毒和哺乳动物（宿主）DNA 也会导致炎症小体激活，但传感依赖于 Asc 而不是 Nalp3。DNA 传感促炎症通路的功能独立于 TLR 和干扰素调节因子。因此，穆鲁夫等人(2008)得出的结论是，除了病毒和细菌成分或一般的危险信号外，炎症小体还能感知潜在危险的细胞质 DNA，从而加强其在先天免疫中的核心作用。

费尔南德斯-阿尔内姆里等人(2009)证明 AIM2 ( 604578 ) 是一种干扰素诱导型 HIN200 家族成员，通过其 C 端寡核苷酸/寡糖结合结构域感知细胞质 DNA，并通过其 N 端热蛋白结构域与 ASC 相互作用以激活 caspase-1 （CASP1；147678）。AIM2 与 ASC 的相互作用还会导致 ASC 焦亡体的形成，从而诱导含有 caspase-1 的细胞发生焦亡细胞死亡。通过短干扰RNA敲低AIM2可减少人和小鼠巨噬细胞中细胞质DNA对炎症小体/焦亡体的激活，而AIM2在无反应人胚胎肾293T细胞系中的稳定表达赋予对细胞质DNA的反应性。费尔南德斯-阿尔内姆里等人(2009)得出的结论是，他们的结果表明细胞质 DNA 通过诱导 AIM2 寡聚化来触发 AIM2 炎症小体的形成。

Hornung 等人使用小鼠和人类细胞(2009)鉴定出 PYHIN（含有吡啶和 HIN 结构域的蛋白）家族成员 AIM2 是细胞质 DNA 的受体，可调节 caspase-1。AIM2 的 HIN200 结构域与 DNA 结合，而 Pyrin 结构域（但不是其他 PYHIN 家族成员的结构域）与接头分子 ASC 结合以激活 NF-κ-B（参见164011）和 caspase-1。Aim2 的敲低会消除响应细胞质双链 DNA 和双链 DNA 牛痘病毒的 caspase-1 激活。霍农等人(2009)得出的结论是，总的来说，他们的观察结果将 AIM2 确定为细胞质 DNA 的新受体，它与配体和 ASC 形成炎性小体以激活 caspase-1。

蔡等人(2014)发现 MAVS ( 609676 )的 N 端 CARD和 ASC 的 N 端 PYRIN 结构域在酵母中充当朊病毒，并且它们的朊病毒形式可由各自的上游激活剂诱导。同样，酵母朊病毒结构域可以在功能上取代哺乳动物细胞信号传导中的 CARD 和 PYRIN 结构域。MAVS 或 ASC 的突变破坏了它们在酵母中的朊病毒活性，也消除了它们在哺乳动物细胞中发出信号的能力。ASC 的重组 PYRIN 结构域形成朊病毒样纤维，可以将无活性的 ASC 转化为能够激活 CASP1 的功能聚合物。保守的真菌 NOD 样受体和朊病毒对可以在哺乳动物细胞中功能性地重建 NLRP3 和 ASC PYRIN 结构域的信号传导。蔡等人(2014)提出类朊病毒聚合是先天免疫和炎症中保守的信号转导机制。

在阿尔茨海默病患者中（参见104300），β 淀粉样蛋白的沉积伴随着先天免疫系统的激活，并涉及小胶质细胞中炎症小体依赖性 ASC 斑点的形成。小胶质细胞释放的 ASC 斑点快速与 β 淀粉样蛋白结合，并增加 β 淀粉样蛋白寡聚体和聚集体的形成，充当炎症驱动的 β 淀粉样蛋白病理学的交叉种子。维内加斯等人(2017)表明，海马内注射 ASC 斑点会导致转基因双突变 APP(Swe)PSEN1(dE9) 小鼠中淀粉样蛋白-β 病理学的扩散。相比之下，来自 APP(Swe)PSEN1(dE9) 小鼠大脑的匀浆未能在 ASC 缺陷双突变小鼠中诱导 β 淀粉样蛋白病理学的播种和遗传。此外，抗 ASC 抗体的共同应用阻止了双突变小鼠中淀粉样蛋白-β 病理的增加。维内加斯等人(2017)得出的结论是，这些发现支持了这样的概念，即炎症小体激活与阿尔茨海默病患者中淀粉样蛋白-β 病理学的播种和遗传有关。

▼ 基因结构

通过基因组序列分析，Conway 等人(2000)确定 TMS1 基因包含 3 个外显子，跨度为 1.4 kb，外显子 1 周围有一个 CpG 岛。

▼ 测绘

Masumoto 等人使用 FISH 和辐射混合分析。（1999）和康威等人(2000)将 ASC 基因定位到染色体 16p12-p11.2。

▼ 动物模型

Elinav 等人使用结肠上皮细胞中缺乏 Asc 的小鼠或缺乏 Nlrp6 ( 609650 ) 的小鼠(2011)观察到随着拟杆菌门的扩张，IL18 水平下降并改变胎儿微生物群。突变小鼠的特征是自发性肠增生、炎症细胞募集以及右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱导的化学性结肠炎恶化。当与突变小鼠共养时，改变的微生物群的致结肠炎活性可转移至成年或新生野生型小鼠。DSS 结肠炎的恶化是由 Ccl5 ( 187011 ) 诱导的。抗菌而非抗病毒、抗真菌或抗蠕虫治疗可将 Asc -/- 和 Nlrp6 -/- 小鼠的 DSS 结肠炎严重程度降低至野生型水平，并降低结肠炎向野生型小鼠的转移性和严重程度。埃利纳夫等人(2011)提出，这种炎症小体途径的扰动可能构成某些形式的炎症性肠病的诱发或起始事件（参见266600）。

蠕虫（例如血吸虫（参见181460））对宿主免疫系统进行免疫调节的倾向是其生存的一个重要方面。里特等人(2010)在用不同的 TLR 配体预刺激后，用可溶性血吸虫卵抗原 (SEA) 刺激小鼠骨髓源性树突状细胞 (BMDC)，观察到 Tnf 和 Il6 的分泌受到抑制 ( 147620 )，并且 Nlrp3 依赖性 Il1b 的产生增加。Il1b 的诱导不依赖于吞噬作用，但需要活性氧的产生、钾流出和功能性 Syk ( 600085 ) 信号传导，表明炎症小体激活。与野生型BMDC 相比，SEA 刺激缺乏 Fcrg（参见146740）或 dectin-2（CLEC6A；613579）的 BMDC 导致 Il1b 产量显着减少，表明 SEA 触发 dectin-2，后者与 Fcrg 偶联以激活 Syk 激酶信号通路，控制 Nlrp3 炎性体激活和 Il1b 释放。用曼氏沙门氏菌感染缺乏 Nlrp3 或 Asc 的小鼠，寄生虫负荷没有差异，但肝脏病理学降低，Th1、Th2 和 Th17 适应性免疫反应下调。里特等人(2010)得出结论，SEA 成分诱导 IL1B 产生，并且 NLRP3 在曼氏沙门氏菌感染过程中发挥着至关重要的作用。

沃达斯卡等人(2014)发现缺乏 Nlrp6 的小鼠以及缺乏 Asc 或 Casp1（Nlrp6 炎症小体信号通路的关键组成部分）的小鼠无法清除结肠中的啮齿类柠檬酸杆菌（附着/消除病原体）。缺乏 Asc、Casp1 或 Nlrp6 的小鼠缺乏厚厚的连续覆盖的内粘液层，并表现出明显的杯状细胞增生。细菌在突变小鼠中也更具侵袭性，可深入隐窝，并且更频繁地与杯状细胞相关。Nlrp6 炎性体缺陷小鼠的杯状细胞缺陷与 Il1 和 Il18 机制无关。免疫印迹分析、免疫荧光分析和电子显微镜表明，Nlrp6 炎性体对于肠上皮细胞的自噬至关重要。沃达斯卡等人(2014)得出结论，NLRP6 炎症小体对于粘液颗粒胞吐作用、自噬启动和维持杯状细胞功能至关重要。