受体相互作用丝氨酸/苏氨酸激酶 1; RIPK1

受体相互作用蛋白;RIP
RIP1

HGNC 批准的基因符号:RIPK1

细胞遗传学位置:6p25.2 基因组坐标(GRCh38):6:3,063,967-3,115,187(来自 NCBI)

▼ 说明

RIPK1 基因编码一种胞质蛋白激酶,可控制导致炎症和细胞凋亡或坏死性细胞死亡的多种信号传导途径。 RIPK1 存在于介导细胞表面受体信号转导的蛋白质复合物中(Cuchet-Lourenco 等人,2018 年总结)。

RIPK1是程序性坏死途径中的关键信号分子,在发育、组织损伤反应和抗病毒免疫中发挥重要作用(Sun et al., 2012)。

▼ 克隆与表达

两种细胞表面细胞因子受体 FAS(134637) 和肿瘤坏死因子(TNF) 受体(参见 TNFR1,191190)通过天然配体或特异性激动剂抗体触发细胞凋亡。两种受体均含有保守的细胞内死亡结构域。 Stanger 等人使用以 FAS 胞质结构域为诱饵的酵母 2-杂交筛选(1995)分离出编码受体相互作用蛋白的部分cDNA,他们将其命名为RIP。他们使用部分 cDNA 来分离对应于整个 Rip 编码区的小鼠 cDNA。

许等人(1996) 分离出全长人类 RIP cDNA。他们报告称,预测的 671 个氨基酸的 RIP 蛋白包含一个 N 端蛋白激酶结构域、一个 C 端死亡结构域和一个被他们称为中间结构域的独特内部区域。

▼ 测绘

Hartz(2012) 根据 RIPK1 序列(GenBank AB208926) 与基因组序列(GRCh37) 的比对,将 RIPK1 基因对应到染色体 6p25.2。

▼ 基因功能

斯坦格等人(1995) 发现哺乳动物细胞中 Rip 的过度表达会诱导细胞凋亡特征的形态变化。他们认为 RIP 可能是介导程序性细胞死亡的信号转导机制中的一个重要元素。

TNFR1 的死亡结构域通过与死亡结构域蛋白 TRADD(603500) 相互作用,触发不同的信号通路,导致细胞凋亡和 NF-kappa-B(参见 164011)激活。 TRAF 蛋白家族的成员与 TNF 超家族激活 NF-κ-B 有关。 Hsu 等人通过使用哺乳动物细胞提取物进行酵母 2-杂交和免疫共沉淀研究(1996) 表明 RIP 与 TRADD、TRAF1(601711)、TRAF2(601895) 和 TRAF3(601896) 相互作用。 RIP 和 TRADD 通过各自的死亡域相互作用; RIP 通过激酶或中间结构域与 TRAF2 相互作用。 TRADD 充当接头蛋白,在 TNF(191160) 依赖性过程中将 RIP 招募到 TNFR1 复合物中。 RIP 的过度表达诱导 NF-kappa-B 激活和细胞凋亡,但 RIP 死亡结构域的过度表达阻断 TNF 介导的 NF-kappa-B 激活。许等人(1996)证明RIP是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,但发现缺乏激酶活性的RIP突变体的过度表达可以激活NF-κ-B。他们认为 TNFR1 不需要 RIP 激酶活性来发出 NF-kappa-B 激活信号。他们提出了一个模型,其中各种蛋白质(例如 TRAF 和 RIP)由于与 TRADD 的关联而被招募到 TNFR1 复合物中。该复合物将激活至少 2 个不同的信号级联。 TRADD 和 RIP 将参与细胞凋亡和 NF-kappa-B 信号传导,利用两种途径的不同结构域。

梅兰等人(2004) 指出 TRIF(607601) 对于 TLR3(603029) 依赖性 NFKB 激活是必需的。他们表明 TRIF 的 C 端 RIP 同型相互作用基序(RHIM) 通过其中间结构域招募 RIP1 和 RIP3(RIPK3; 605817)。 RIP3 的过表达导致 TRIF 诱导的 NFKB 激活的剂量依赖性抑制。免疫共沉淀和 RT-PCR 分析表明 TRIF 作为连接 RIP1 和 TLR3 的衔接蛋白,并且 RIP1 介导 TLR3 诱导的 NFKB 激活。梅兰等人(2004) 得出结论,RIP1 不仅在 TNF 活跃时的免疫反应后期很重要,而且在通过 TLR3 与双链 RNA 相互作用参与抗病毒免疫反应的开始阶段也很重要。

阿尔瓦雷斯等人(2010) 表明,SphK1(603730) 和 1-磷酸鞘氨醇(S1P;参见 601974) 的产生对于赖氨酸 63 连接的 RIP1 多聚泛素化、I-kappa-B 激酶(参见 600664)和 I 的磷酸化是必需的。 -kappa-B-α(164008) 和 I-kappa-B-α 降解,导致 NF-kappa-B 激活。这些反应由细胞内 S1P 介导,孤立于其细胞表面 G 蛋白偶联受体。 S1P 特异性结合 TRAF2 N 端 RING 结构域并刺激其 E3 连接酶活性。在泛素结合酶(E2) UbcH13 或 UbcH5a 存在的情况下,S1P(而非二氢-S1P)在体外显着增加重组 TRAF2 催化的赖氨酸 63 连接(而非赖氨酸 48 连接)RIP1 多泛素化(602961) 。阿尔瓦雷斯等人(2010) 得出结论,TRAF2 是 S1P 的一个新的细胞内靶标,并且 S1P 是 TRAF2 E3 泛素连接酶活性缺失的辅助因子,这表明了调节赖氨酸 63 连接的多泛素化的新范例。这些结果还强调了 SphK1 及其产物 S1P 在 TNF-α(191160) 信号传导以及在炎症、抗凋亡和免疫过程中重要的经典 NF-kappa-B 激活途径中的关键作用。

格拉赫等人(2011) 确定 SHARPIN(611885) 是线性泛素链组装复合物(LUBAC) 的第三个成分,与其他成分 HOIL1(RBCK1; 610924) 一起招募到 CD40(109535) 和 TNF 受体(参见 191190)信号复合物)和 HOIP(RNF31;612487)。 TNF 信号复合物的质谱分析显示 RIP1 和 NEMO(300248) 呈线性泛素化。

通过研究果蝇和人类细胞中宿主对大肠杆菌细胞毒性坏死因子-1(CNF1) 的反应,Boyer 等人(2011) 表明宿主通过 RAC2 的修饰和激活间接感知病原体(602049)。 CNF1 修饰 RAC2 后,RAC2 分别与果蝇和人类细胞中的先天免疫接头 Imd 和 RIPK1-RIPK2(603455) 相互作用。在果蝇中诱导免疫反应需要 CNF1 酶活性,在哺乳动物中,CNF1 酶活性催化 RAC2 中谷氨酰胺脱酰胺为谷氨酸,消除 GTP 酶活性并将酶锁定为活性形式。修饰的 RAC2 与 RIPK1 和 RIPK2 相互作用,通过人类细胞中的 NFKB(参见 164011)和 IL8(146930)表达诱导免疫激活。博耶等人(2011) 得出结论,CNF1 等毒力因子通过这种机制诱导免疫反应,而无毒微生物则无法激发宿主反应。

Sun 等人使用化学抑制剂来中断 TNF 诱导的人类细胞系坏死(2012) 确定 MLKL(615153) 是 RIP1 和 RIP3 的下游效应子。 MLKL 被 RIP3 磷酸化,这种磷酸化是 RIP3 阳性坏死灶扩张和下游坏死效应器磷酸化所必需的。

王等人(2012) 发现 RIP1、RIP3 和 MLKL 在人类细胞系中形成坏死复合物。在 TNF-α 诱导坏死后,PGAM5(614939) 的两种亚型(PGAM5L 和 PGAM5S)与 RIP1-RIP3-MLKL 坏死复合物相互作用并被磷酸化。磷酸化的 PGAM5S 随后招募线粒体裂变因子 DRP1(DNM1L;603850),并通过去磷酸化激活 DRP1,导致线粒体断裂和坏死。在该信号级联中的几个点上阻断磷酸化或去磷酸化信号传导,或敲低 PGAM5 表达,可阻断 TNF-α 诱导的坏死。敲除实验表明,PGAM5 亚型和 DRP1(但不是 RIP1、RIP3 或 MLKL)也参与活性氧或离子载体介导的钙休克诱导的坏死。

李等人(2013) 发现多种蛋白质的死亡结构域,包括 TRADD、FADD(602457)、RIPK1 和 TNFR1,可被 NleB 直接灭活,NleB 是一种肠致病性大肠杆菌 III 型分泌系统效应子,已知可抑制宿主 NF-kappa-B 信号传导。 NleB 含有前所未有的 N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc) 转移酶活性,可特异性修饰这些死亡结构域中的保守精氨酸(TRADD 死亡结构域中的 arg235)。死亡结构域的 NleB GlcNA 酰化阻断同型/异型死亡结构域相互作用和寡聚 TNFR1 复合物的组装,从而破坏肠病性大肠杆菌感染细胞中的 TNF 信号传导,包括 NF-κ-B 信号传导、细胞凋亡和坏死性凋亡。 III 型递送的 NleB 还通过阻止 FADD 介导的死亡诱导信号复合物(DISC) 的形成来阻断 FAS 配体(134638) 和 TRAIL(603598) 诱导的细胞死亡。 NleB 的精氨酸 GlcNAc 转移酶活性是肠道病原性大肠杆菌感染小鼠模型中细菌定植所必需的。

皮尔逊等人(2013) 孤立报道,来自肠病性大肠杆菌的 III 型分泌系统(T3SS) 效应子 NleB1 与宿主细胞含有死亡结构域的蛋白质结合,从而抑制死亡受体信号传导。蛋白质相互作用研究确定 FADD、TRADD 和 RIPK1 是 NleB1 的结合伙伴。 NleB1 异位表达或由细菌 T3SS 注射可阻止 Fas 配体或 TNF 诱导的经典 DISC 形成以及 半胱天冬酶-8(CASP8;601763)的蛋白水解激活,这是死亡受体诱导的细胞凋亡的重要步骤。这种抑制作用取决于 NleB1 的 N-乙酰氨基葡萄糖转移酶活性,该酶特异性修饰 FADD 死亡结构域中的 arg117。使用FAS信号通路缺陷的小鼠证明了死亡受体凋亡通路对宿主防御的重要性,该通路显示了肠病性大肠杆菌样小鼠病原体啮齿类柠檬酸杆菌的清除延迟以及NleB突变体毒力的恢复。皮尔逊等人(2013) 得出的结论是,NleB 的活性表明,肠病性大肠杆菌和其他附着和消除的病原体会拮抗死亡受体诱导的感染细胞凋亡,从而阻断主要的抗菌宿主反应。

丹纳佩尔等人(2014) 证明,激酶孤立的支架蛋白RIPK1 功能通过抑制上皮细胞凋亡和坏死性凋亡来调节稳态并预防屏障组织中的炎症。肠上皮细胞(IEC) 特异性 Ripk1 敲除导致小鼠 IEC 细胞凋亡、绒毛萎缩、杯状细胞和潘氏细胞损失以及过早死亡。这种病理学的发展孤立于微生物群和 Myd88(602170) 信号传导,但部分通过 Tnfr1(TNFRSF1A; 191190) 缺陷得到挽救。上皮 Fadd 消融可抑制 IEC 细胞凋亡,并防止 IEC 特异性 Ripk1 敲除小鼠的过早死亡。然而,IEC 中同时缺乏 Ripk1 和 Fadd 的小鼠表现出 Ripk3(605817) 依赖性 IEC 坏死性凋亡、潘氏细胞丢失和结肠局灶性糜烂性炎症病变。此外,Ripk1激酶失活敲入延迟但不能阻止IEC或角质形成细胞中Fadd缺陷引起的炎症,表明Fadd缺陷上皮细胞的Ripk3依赖性坏死性凋亡仅部分需要Ripk1激酶活性。表皮特异性 Ripk1 敲除引发角质形成细胞凋亡和坏死性凋亡,并引起严重的皮肤炎症,但 Ripk3 缺陷可以预防这种炎症,但 Fadd 缺陷则不能。丹纳佩尔等人(2014) 得出的结论是,这些发现表明 RIPK1 在体内抑制角质形成细胞中 RIPK3 介导的坏死性凋亡,并确定坏死性凋亡是比细胞凋亡更有效的炎症触发因素。因此,作者推测 RIPK1 是肠道和皮肤上皮细胞存活、稳态以及炎症的主要调节因子。

高桥等人(2014) 培育了 Ripk1 条件敲除小鼠,并表明 IEC 中缺乏 Ripk1 的小鼠会自发发生与 IEC 细胞凋亡相关的严重肠道炎症,导致早期死亡。这种早期致死性可通过抗生素治疗、Myd88 缺陷或 Tnfr1 缺陷来挽救,这证明了共生细菌和 Tnf 在 IEC Ripk1 敲除表型中的重要性。 Casp8 缺陷而非 Ripk3 缺陷完全挽救了炎症表型,这表明 Ripk1 在抑制肠道中 Casp8 依赖性细胞凋亡而不是 Ripk3 依赖性坏死性凋亡中发挥着不可或缺的作用。 Ripk1 激酶死亡敲入小鼠没有表现出任何炎症迹象,表明 Ripk1 介导的保护存在于其激酶孤立平台功能中。肠道类器官培养物中 Ripk1 的缺失使它们对 Tnf 诱导的细胞凋亡敏感,证实了体内观察结果。出乎意料的是,Tnf 介导的 Nfkb 激活在这些类器官中保持完整。高桥等人(2014) 得出的结论是,RIPK1 对于 IEC 的生存至关重要,通过保护上皮免受 CASP8 介导的 IEC 凋亡的影响来确保上皮稳态,无论其激酶活性和 NFKB(参见 164011)激活如何。

垂死细胞通过为树突细胞提供抗原和凋亡刺激来启动适应性免疫,树突细胞又通过抗原交叉引发激活 CD8 阳性 T 细胞。亚蒂姆等人(2015) 建立了细胞凋亡和坏死性凋亡模型,其中死亡细胞分别通过 RIPK3 和 CASP8 二聚化产生。他们发现炎症介质的释放,例如损伤相关的分子模式,不足以促进 CD8 阳性 T 细胞交叉启动。相反,强大的交叉启动需要死亡细胞内的 RIPK1 信号传导和 NFKB 诱导的转录。坏死性凋亡或炎症细胞凋亡中缺乏 NFKB 信号传导会降低启动效率和肿瘤免疫。亚蒂姆等人(2015) 提出,垂死细胞内协调的炎症和细胞死亡信号通路是适应性免疫所必需的。

伊藤等人(2016) 发现 optineurin(OPTN; 602432) 通过调节其转换来主动抑制 RIPK1 依赖性信号传导。 OPTN 的缺失会通过中枢神经系统中坏死性凋亡机制(包括 RIPK1、RIPK3(605817) 和混合谱系激酶结构域样蛋白(MLK​​L; 615153))的参与而导致进行性髓鞘脱失和轴突变性。此外,RIPK1 和 RIPK3 介导的轴突病理学常见于 SOD1(G93A)(147450.0008) 转基因小鼠和肌萎缩侧索硬化症(ALS;参见 105400) 患者的病理样本中。因此,RIPK1 和 RIPK3 在介导进行性轴突变性中发挥着关键作用。

塞弗特等人(2016) 报道,坏死体的主要成分、受体相互作用蛋白 RIP1 和 RIP3 在胰腺导管腺癌(PDA) 中高度表达,并且化疗药物吉西他滨进一步上调。体外坏死体的阻断促进癌细胞增殖并诱导侵袭性致癌表型。相比之下,体内删除 RIP3 或抑制 RIP1 可防止小鼠致癌进展,并与高度免疫原性骨髓和 T 细胞浸润的发展相关。与完整 RIP1/RIP3 信号传导相关的免疫抑制肿瘤微环境部分取决于坏死性凋亡诱导的趋化因子引诱剂 CXCL1(155730) 的表达,并且 CXCL1 阻断可防止 PDA。此外,组蛋白脱乙酰酶复合物的亚基 SF3B3(605592) 在 PDA 中以 RIP1/RIP3 依赖性方式表达,其同源受体 MINCLE(609962) 在肿瘤浸润骨髓细胞中表达上调。 SF3B3 连接 MINCLE 促进肿瘤发生,而 MINCLE 缺失可防止肿瘤发生,并对 RIP3 缺失诱导的肿瘤微环境的免疫原性重编程进行表型复制。细胞耗竭表明,虽然抑制性巨噬细胞促进 PDA 中的肿瘤发生,但当 RIP3 或 MINCLE 被删除时,它们就会失去免疫抑制作用。因此,在具有完整 RIP3 或 MINCLE 信号传导的小鼠中,不能防止 PDA 进展的 T 细胞在缺乏 RIP3 或 MINCLE 的情况下被重新编程为抗肿瘤免疫不可或缺的介质。塞弗特等人(2016) 得出的结论是,他们的工作描述了坏死性凋亡诱导的 CXCL1 和 MINCLE 信号传导的并行网络,这些信号促进巨噬细胞诱导的适应性免疫抑制,从而促进 PDA 进展。

林等人(2016) 表明 RIPK1 通过抑制 Z-DNA 结合蛋白 1(ZBP1; 606750) 介导的 RIPK3-MLKL 依赖性坏死性凋亡的激活来预防皮肤炎症。 ZBP1 缺陷可抑制表皮特异性 RIPK1 敲除小鼠的角质形成细胞坏死性凋亡和皮肤炎症。此外,内源性小鼠 RIPK1 的保守 RIP 同型相互作用基序(RHIM) 的突变会导致围产期死亡,而 RIPK3、MLKL 或 ZBP1 缺陷可以防止这种情况。此外,角质形成细胞中仅表达 RHIM 突变的 RIPK1(RIPK1(mRHIM)) 的小鼠会出现皮肤炎症,但 MLKL 或 ZBP1 缺陷可消除这种炎症。从机制上讲,在表达 RIPK1(mRHIM) 的细胞中,ZBP1 与磷酸化 RIPK3(605817) 强烈相互作用,表明 RIPK1 RHIM 阻止 ZBP1 结合并激活 RIPK3。林等人(2016) 得出的结论是,他们的结果表明,RIPK1 通过抑制 ZBP1 诱导的坏死性凋亡来预防成年小鼠的围产期死亡和皮肤炎症,并确定 ZBP1 除了其抗病毒防御作用之外,还是炎症的关键介质。

牛顿等人(2016) 表明 RIPK1 中的 RHIM 阻止含有 RHIM 的接头蛋白 ZBP1 激活 MLKL 上游的 RIPK3。表达具有关键 RHIM 残基 IQIG 突变为 AAAA 的突变体 RIPK1 的 Ripk1(RHIM/RHIM) 小鼠在出生时死亡,并在皮肤和胸腺中的 thr231 和 ser232 上表现出 RIPK3 自磷酸化,这是坏死性凋亡的标志。用催化失活的 RIPK3(D161N)、RHIM 突变体 RIPK3、RIPK3 缺陷或 MLKL 缺陷阻断坏死性凋亡可防止 Ripk1(RHIM/RHIM) 小鼠的死亡。 ZBP1 与 RIPK3 结合以响应某些病毒,但目前尚不清楚 ZBP1 在发育中发挥作用,ZBP1 的缺失也可以防止 Ripk1(RHIM/RHIM) 小鼠的围产期死亡。与 RIPK1 的 RHIM 作为阻止 ZBP1 接合 RIPK3 RHIM 的制动器一致,ZBP1 在 Ripk1(RHIM/RHIM) Mlkl -/- 巨噬细胞中与 RIPK3 相互作用,但在野生型、Mlkl -/- 或 Ripk1(RHIM) 中则不然。 /RHIM)Ripk3(RHIM/RHIM) 巨噬细胞。牛顿等人(2016) 得出结论,RIPK1 的 RHIM 对于预防发育过程中 ZBP1/RIPK3/MLKL 依赖性坏死性凋亡至关重要。

牛顿等人(2019) 表明,表达携带 C362A 突变的催化失活 半胱天冬酶-8(601763) 的敲入小鼠在胚胎时会因 MLKL(615153) 依赖性坏死性凋亡而死亡,与 半胱天冬酶-8 缺陷小鼠类似。因此,半胱天冬酶-8 必须裂解自身、其他蛋白质或两者都裂解才能抑制坏死性凋亡。表达突变型 半胱天冬酶-8(D212A/D218A/D225A/D387A) 的小鼠能够存活,该突变型 半胱天冬酶-8(D212A/D218A/D225A/D387A) 不能自行裂解,表达 cFLIP(603599) 或 CYLD(605018) 蛋白的小鼠也能存活,这些蛋白已发生突变以防止被 半胱天冬酶 裂解-8。相比之下,表达 RIPK1(D325A) 的小鼠在妊娠中期死亡,其中 半胱天冬酶-8 切割位点 asp325 发生突变。 RIPK1 失活、TNFR1 丢失(191190) 或 MLKL 和 半胱天冬酶-8 接头 FADD(602457) 丢失可防止胚胎致死,但仅丢失 MLKL 则不能防止胚胎致死。因此,RIPK1(D325A) 似乎触发了由 TNF、RIPK1 的激酶活性和 FADD-半胱天冬酶-8 介导的细胞死亡。因此,含有裂解的 半胱天冬酶-3(600636) 的垂死内皮细胞在 Ripk1(D325A/D325A) 胚胎的卵黄囊中异常丰富。杂合的 Ripk1(D325A/+) 细胞和小鼠是可行的,但也比野生型细胞或小鼠更容易受到 TNF 诱导的细胞死亡的影响。牛顿等人(2019) 得出的结论是,他们的数据表明 RIPK1 的 asp325 对于限制 TNF 引起的异常细胞死亡至关重要,这与 半胱天冬酶-8 裂解 RIPK1 是拆除死亡诱导复合物的机制的观点一致。

穆恩德莱因等人(2020) 表明,cFLIP 的长形式(L)(cFLIP(L)) 的缺陷会促进线粒体复合物 II(参见 600857) 的形成,从而驱动细胞焦亡和单独脂多糖(LPS) 的 IL1-β(147720) 分泌。 cFLIP(L) 缺陷足以驱动 LPS 响应复合物 II 的形成。 RIP1 和 CASP8 早在添加 LPS 后 2 小时就招募至 FADD。穆恩德莱因等人(2020) 发现,在巨噬细胞和其他细胞中,如果 cFLIP(L) 水平足够高,CASP8 激活和细胞焦亡就会受到抑制。当 cFLIP(L) 水平较低时,CASP8 同二聚体很容易形成。完全活跃的 CASP8 裂解并激活远处的靶标,LPS 激活的巨噬细胞迅速发生焦亡并分泌 IL1-β。在缺乏 cFLIP(L) 的情况下,CASP3、CASP7(601761) 和 CASP9(602234) 对于 CASP8 驱动的细胞焦亡来说是可有可无的。相反,CASP8 可能直接激活gasdermin D(GSDMD;617042) 来驱动细胞焦亡,并激活NLRP3(606416) 炎症小体来驱动IL1-β 成熟和释放。

焦等人(2020) 表明,内源配体的 Z-α 依赖性传感可诱导 ZBP1(606750) 介导的具有突变 RIP 同型相互作用基序(RHIM) 的 RIPK1 小鼠的围产期致死率、表皮特异性 RIPK1 缺陷小鼠的皮肤炎症,以及肠上皮特异性 FADD(602457) 缺陷小鼠的结肠炎。一致地,在用 半胱天冬酶 抑制剂处理或表达带有突变 RHIM 的 RIPK1 的成纤维细胞中,ZBP1 诱导的坏死性凋亡需要功能性 Z-α 结构域。核输出的抑制触发了细胞核中 RIPK3(605817) 的 Z-α 依赖性激活,导致细胞死亡,这表明 ZBP1 可能识别核 Z 型核酸。焦等人(2020) 发现 ZBP1 以 Z-α 依赖性方式组成型结合细胞双链 RNA。在表皮 RNA 中检测到源自内源性逆转录元件的互补读数,这表明源自这些逆转录元件的双链 RNA 可能充当触发 ZBP1 激活的 Z-α 结构域配体。焦等人(2020) 得出的结论是,他们的结果提供了证据,表明 ZBP1 对内源性 Z 型核酸的感知会触发 RIPK3 依赖性坏死性凋亡和炎症,这可能是慢性炎症状况发展的基础,特别是在 RIPK1 和 CASP8 突变的个体中(601763 )。

▼ 分子遗传学

免疫缺陷 57 伴有自身炎症

Cuchet-Lourenco 等人在来自 3 个不相关的近亲家庭的 4 名患有免疫缺陷 57 并伴有自身炎症的患者中(IMD57; 618108)(2018) 鉴定了 RIPK1 基因中的纯合功能丧失突变(603453.0001-603453.0003)。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分开。患者细胞缺乏 RIPK1 蛋白。对患者细胞的功能研究显示,丝裂原激活蛋白激酶激活受损、下游信号分子磷酸化受损、TNFR1(191190) 和 TLR3(603029) 下游促炎信号传导受损,以及某些细胞因子的分泌缺陷。研究结果与 T 细胞反应失调一致。患者细胞也容易发生坏死性凋亡或炎症细胞死亡,特别是在受到脂多糖刺激时。这些异常可以通过表达野生型 RIPK1 来逆转。在体外,通过 CRISPR/Cas9 介导的 RAPK1 敲低,在单核细胞样细胞系中观察到了类似的结果。研究结果表明,RIPK1 在人类免疫系统中发挥着关键作用。

自身炎症伴有阵发性发热和淋巴结肿大

Lalaoui 等人在来自 3 个不相关家庭的 7 名患有自身炎症并伴有阵发性发热和淋巴结肿大的患者中(AIEFL; 618852)(2020) 鉴定了影响 RIPK1 基因中相同高度保守残基的杂合突变:D324N(603453.0004)、D324H(603453.0005) 和 D324Y(603453.0006)。这些突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,在 2 名患者中从头发生,并在 2 家族 3 代的 5 名受影响个体中遗传。公共数据库中没有这些突变,包括 gnomAD。受影响的残基对于 半胱天冬酶-8 和 半胱天冬酶-6(CASP6; 601532) 的 RIPK1 裂解至关重要,并且突变蛋白被证明对 CASP 介导的体外裂解具有抗性。与对照组相比,当用 LPS 刺激时,来自具有 D324Y 突变的患者 7 的血清和外周血细胞显示 TNF、IL6(147640) 和 IL1B(147720) 水平升高;患者细胞中的 TNF 水平也因聚(I:C) 治疗而增加。然而,与对照组相比,来自其他患者的成纤维细胞对 TNF 的反应并未表现出 NFκB 激活增加。这些发现表明 RIPK1 裂解可能以不依赖 NFKB 的方式限制炎症。患者对 TNF 抑制剂治疗没有反应,但对 IL6 阻断有反应。对具有 D325A 突变的小鼠进行的详细研究显示,D325A 突变也会阻断 半胱天冬酶 介导的裂解,结果显示炎症信号传导途径受到复杂的破坏,包括对 TNF 诱导的细胞死亡的敏感性和 半胱天冬酶-8 介导的细胞凋亡的激活,这可能会导致额外的细胞因子就职。研究结果还表明,这些信号通路的不当激活可能导致坏死性凋亡。

在一个家庭的 4 名成员(家庭 2)和一个与 AIEFL 无关的中国男孩(家庭 1)中,Tao 等人(2020) 鉴定了影响 RIPK1 基因中相同残基的杂合突变:D324H(603453.0005) 和 D324V(603453.0007)。这些突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,与家庭 2 中的疾病分离,并在中国男孩(患者 1)中从头发生。对患者成纤维细胞和转染的 HEK293 细胞的体外研究表明,突变阻断了 半胱天冬酶-8 介导的 RIPK1 裂解。与对照组相比,患者血清中促炎细胞因子和趋化因子(例如 IL6、TNF 和 γ-IFN)水平升高,并且患者免疫细胞对 LPS 刺激表现出过度的炎症反应。还有证据表明 NFKB 和 MAPK 炎症信号通路被激活。与对照细胞相比,患者免疫细胞对 TNF 诱导的细胞凋亡和坏死性凋亡表现出更高的敏感性,并且可以通过抑制 RIPK1 的激酶活性来抑制这种敏感性。对患者细胞和小鼠胚胎成纤维细胞的进一步详细研究表明,这些突变会导致功能获得效应,促进 RIPK1 激酶的激活,从而导致炎症反应增加、IL6 产生增加以及对细胞凋亡和坏死性凋亡的超敏反应。相反,患者成纤维细胞表现出一些抵抗细胞死亡的补偿机制。

▼ 动物模型

凯利赫等人(1998) 通过同源重组在小鼠中引入了 RIP 无效突变。 RIP 缺陷的小鼠出生时表现正常,但未能茁壮成长,在淋巴组织和脂肪组织中表现出广泛的细胞凋亡,并在 1 至 3 天龄时死亡。 RIP 缺失细胞对 TNF-α 诱导的细胞死亡高度敏感,这种敏感性伴随着无法激活 NF-κ-B。

张等人(2011) 表明 FADD(602457) 无效胚胎的 RIP1 水平升高并表现出大量坏死。为了研究 RIP1 和 FADD 之间潜在的体内功能相互作用,将 RIP1 的无效等位基因杂交到 Fadd 无效小鼠中。值得注意的是,RIP1 缺陷使得 Fadd 缺失小鼠的胚胎发生正常。相反,FADD 缺失部分纠正了 Rip1 缺失淋巴细胞的发育缺陷。此外,RIP1 缺陷完全恢复了 Fadd-null T 细胞的正常增殖,但不能恢复 Fadd-null B 细胞的正常增殖。 Fadd-null/Rip1-null 双敲除 T 细胞可抵抗 Fas(134637) 或 TNF-α 诱导的死亡,并显示出 NF-kappa-B 活性降低。因此,张等人(2011) 得出的结论是,他们的数据表明 FADD 和 RIP1 之间存在意想不到的细胞类型特异性相互作用,这对于胚胎发生和淋巴细胞功能过程中细胞凋亡和坏死的调节至关重要。

狄龙等人(2014) 发现 Ripk1 -/- 小鼠在出生后不久就死亡,但如果 R​​ipk1 -/- 小鼠也缺乏 Ripk3 和 Casp8、Fadd 或 Tnfr1,则通过正常成熟可以防止致死。除 Ripk1 之外仅缺乏后 3 个基因中的 1 个的小鼠,或同时缺乏 Ripk1 和 Nik(MAP4K4; 604666) 的小鼠未受到保护。 Ripk1 -/- Tnfr1 -/- 小鼠中的 Trif 或 Ifnar1(107450) 信号传导被破坏后致死率被延迟。狄龙等人(2014) 得出结论,RIPK1 可以预防由 TNFR1、FADD 和 CASP8 活性引起的围产期死亡,并且可以预防 TRIF、IFN 和 RIPK3 活性导致的围产期死亡。

孤立地,Rickard 等人(2014) 发现缺乏 Ripk1、Ripk3 和 Casp8 的小鼠在断奶后仍能存活。在缺乏 Ripk1 和 Ripk3、Ripk1 和 Mlkl(600136) 或 Ripk1 和 Myd88 的小鼠中,炎症减少,致死率延迟到断奶时。在没有 Tnf 阻断的情况下,Ripk1 缺陷细胞无法植入致命辐射的宿主中。里卡德等人(2014) 得出结论,RIPK1 在免疫稳态和紧急造血中具有重要作用。

伯杰等人(2014) 产生了 Ripk1 中具有激酶死亡突变(lys45 至 ala;K45A)的小鼠。 Ripk1(K45A) 小鼠存活且健康,其巨噬细胞在体外和体内均受到保护,免受坏死性凋亡刺激。将 Ripk1(K45A) 小鼠与 Sharpin(611885) 缺陷的 cpdm 小鼠杂交可以保护后者免受严重的皮肤和多器官炎症。伯杰等人(2014) 提出 RIPK1 是 TNF 驱动的炎症性疾病的一个有吸引力的靶点。

▼ 等位基因变异体(7 个精选示例):

.0001 免疫缺陷 57 伴有自身炎症
RIPK1、4-BP DEL、EX6

Cuchet-Lourenco 等人有 2 名兄弟,由巴基斯坦近亲父母(A 家庭)出生,患有免疫缺陷 57(IMD57;618108)(2018) 在 RIPK1 基因(ENST00000380409) 的外显子 6 中发现了纯合 4 bp 缺失(TTTA),导致移码和过早终止。突变发生在 N 端激酶结构域。该突变是通过外显子组测序发现的,与家族中的疾病分离,并且在 gnomAD 数据库中未发现。患者细胞显示 RIPK1 蛋白完全丧失。

.0002 免疫缺陷 57 伴有自身炎症
RIPK1,21-BP DEL

Cuchet-Lourenco 等人发现,一名女孩的近亲沙特阿拉伯父母(B 族)患有免疫缺陷 57(IMD57;618108)(2018) 鉴定了 RIPK1 基因(ENST00000380409) 中的纯合 21 bp 缺失,该缺失删除了外显子 4 中的 1 个核苷酸和随后内含子中的 20 中的 1 个核苷酸。这种缺失激活了内含子 4 中的一个替代剪接位点,使得 RIPK1 转录物缺少外显子 4 的最后一个核苷酸,并插入了来自后续内含子的 48 个核苷酸。该突变发生在 N 端激酶结构域,并导致终止密码子过早出现。该突变是通过外显子组测序发现的,与家族中的疾病分离,并且在 gnomAD 数据库中未发现。患者细胞显示 RIPK1 蛋白完全丧失。

.0003 免疫缺陷 57 伴有自身炎症
RIPK1,2,064-BP DEL

Cuchet-Lourenco 等人在一名患有免疫缺陷 57(IMD57;618108)的沙特阿拉伯近亲父母(C 家庭)出生的女孩中(2018) 发现了一个纯合的 2,064 bp 缺失(chr6.3,082,952_3,085,016del, ENST00000380409),完全去除了 RIPK1 基因的外显子 4。该突变发生在 N 端激酶结构域,并导致终止密码子过早出现。该突变是通过外显子组测序发现的,与家族中的疾病分离,并且在 gnomAD 数据库中未发现。患者细胞显示 RIPK1 蛋白完全丧失。

.0004 伴有阵发性发热和淋巴结病的自身炎症
RIPK1、ASP324ASN

在一名 10 岁女孩(P1) 中,她患有自身炎症,伴有阵发性发热和淋巴结肿大(AIEFL; 618852),Lalaoui 等人(2020) 鉴定了 RIPK1 基因中的从头杂合 c.970G-A 转变,导致 CASP6(601532)/CASP8(601763) 切割基序中高度保守的残基处由 asp324 替换为 asn(D324N)。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的,在包括 gnomAD 在内的公共数据库中未发现该突变。体外研究表明,突变的 RIPK1 蛋白能够抵抗 半胱天冬酶 介导的切割。

.0005 伴有阵发性发热和淋巴结病的自身炎症
RIPK1、ASP324HIS

在一位患有自身炎症并伴有阵发性发热和淋巴结肿大的母亲和她的 3 个儿子(家庭 2)中(AIEFL; 618852),Tao 等人(2020) 鉴定了 RIPK1 基因中的杂合 c.970G-C 颠换(c.970G-C,NM_003804),导致 D324H 取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的,与家族中的疾病分离;它从头发生在母亲身上。在公共数据库(包括 gnomAD)中未发现该变体。体外研究表明,突变型 RIPK1 蛋白能够抵抗 CASP8(601763) 介导的切割。

在患有 AIEFL 的 3 代家庭(家庭 2)的 5 名受影响成员中,Lalaoui 等人(2020) 在 CASP6(601532)/CASP8 裂解基序中的高度保守残基处鉴定出杂合的 asp324-to-his(D324H) 取代。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的,在包括 gnomAD 在内的公共数据库中未发现该突变。体外研究表明,突变的 RIPK1 蛋白能够抵抗 半胱天冬酶 介导的切割。

.0006 伴有阵发性发热和淋巴结病的自身炎症
RIPK1、ASP324TYR

在一名 13 岁男孩(P7) 中,患有自身炎症并伴有阵发性发热和淋巴结肿大(AIEFL; 618852),Lalaoui 等人(2020) 鉴定了 RIPK1 基因中的从头杂合 asp324 至 tyr(D324Y) 取代,该取代发生在 CASP6(601532)/CASP8(601763) 切割基序中高度保守的残基处。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的,在包括 gnomAD 在内的公共数据库中未发现该突变。体外研究表明,突变的 RIPK1 蛋白能够抵抗 半胱天冬酶 介导的切割,从而导致功能获得和炎症通路的不当激活。

.0007 伴有阵发性发热和淋巴结病的自身炎症
RIPK1、ASP324VAL

在一名患有自身炎症并伴有阵发性发热和淋巴结肿大的 2 岁中国男孩(患者 1)中(AIEFL;618852),Tao 等人(2020) 在 RIPK1 基因中鉴定出一个从头杂合的 c.971A-T 颠换(c.971A-T,NM_003804),导致 CASP8 中高度保守的残基处由 asp324 替换为 val(D324V)(601763) )-切割结构域。该突变是通过全外显子组测序发现的,在包括 gnomAD 在内的公共数据库中并不存在。体外研究表明,突变的 RIPK1 蛋白能够抵抗 半胱天冬酶 介导的切割,从而导致功能获得和炎症通路的不当激活。