Nature研究揭示：NINJ1抗體阻斷膜破裂顯著(zhù)減少組織損傷

近日，發(fā)表在《Nature》雜志上的一項研究題為“Inhibiting membrane rupture with NINJ1 antibodies limits tissue injury”，深入探討了NINJ1在細胞死亡中的作用機制。研究團隊利用基因敲除技術(shù)發(fā)現，缺乏NINJ1的小鼠在受到細胞損傷時(shí)，細胞凋亡和壞死反應顯著(zhù)減弱。通過(guò)制備一種抗NINJ1單克隆抗體被命名為克隆D1，實(shí)驗數據表明能特異性靶向NINJ1，阻止其寡聚化，從而預防細胞膜破裂（PMR）。本研究表明，NINJ1在介導細胞死亡信號傳導中具有重要作用。這一發(fā)現為減少組織損傷提供了新思路，特別是在肝細胞死亡引發(fā)的疾病中。

Fig. 1 Identification of NINJ1-blocking antibody clone D1

NINJ1的結構以及作用機制

NINJ1（Ninjurin1，全稱(chēng)Nerve Injury-Induced Protein 1）是一種在神經(jīng)損傷后誘導表達的細胞表面蛋白，最初在神經(jīng)系統中發(fā)現。它是一種細胞間粘附分子，參與多種生物學(xué)過(guò)程，尤其是在細胞損傷和修復、炎癥反應以及細胞死亡（包括凋亡和壞死）中起著(zhù)重要作用。NINJ1是一種16kDa的細胞表面蛋白，預測具有兩個(gè)跨膜區，并且N和C端均位于細胞外。這種結構使得NINJ1能夠在細胞表面發(fā)揮其功能，包括細胞間粘附和信號傳導。它在其他組織和細胞類(lèi)型中也具有類(lèi)似的粘附功能，幫助修復受損組織。NINJ1在炎癥反應中調控免疫細胞（如巨噬細胞和中性粒細胞）的募集和激活，增強對感染和損傷的防御能力，并促進(jìn)免疫細胞向受損部位遷移，清除病原體和損傷組織。最新研究表明，NINJ1在細胞凋亡和壞死過(guò)程中也發(fā)揮關(guān)鍵作用，特別是在細胞暴露于病原體或毒素時(shí)，通過(guò)調節細胞膜破裂和內容物釋放來(lái)防止過(guò)度的炎癥反應和組織損傷。

Fig.2 Cryo-EM structure of NINJ1 filament

NINJ1在多種疾病中發(fā)揮重要作用。作為神經(jīng)損傷誘導蛋白，NINJ1在神經(jīng)再生和修復中起到關(guān)鍵作用，通過(guò)上調表達促進(jìn)軸突生長(cháng)和神經(jīng)功能恢復。在炎癥性疾病中，NINJ1的調控作用使其成為潛在的治療靶點(diǎn)，通過(guò)抑制NINJ1可以減少免疫細胞的過(guò)度募集和激活，從而減輕炎癥反應。在某些腫瘤中，NINJ1的表達可能影響腫瘤細胞的粘附和遷移，進(jìn)而影響腫瘤的侵襲和轉移能力。

文獻解讀

研究團隊開(kāi)發(fā)了一種抗NINJ1的單克隆抗體，該抗體特異性靶向小鼠的NINJ1，并通過(guò)阻止NINJ1的寡聚化來(lái)預防PMR。該抗體被命名為克隆D1。通過(guò)電子顯微鏡研究發(fā)現，這種抗體能夠阻止NINJ1形成寡聚絲狀結構。在體外研究中，克隆D1抗體顯示出顯著(zhù)效果。使用Toll樣受體2激動(dòng)劑Pam3CSK4來(lái)激活小鼠骨髓衍生的巨噬細胞（BMDMs），然后用抗NINJ1抗體處理這些細胞，發(fā)現克隆D1能夠有效減少由nigericin引發(fā)的PMR水平。此外，克隆D1抗體的抗原結合片段（Fab）同樣能夠阻止NINJ1的寡聚化，并防止膜損傷。在小鼠模型中，NINJ1抑制或Ninj1基因缺失能夠顯著(zhù)減輕由TNF加D-半乳糖胺、伴刀豆球蛋白A、Jo2抗Fas激動(dòng)抗體或缺血再灌注損傷引起的肝細胞PMR。與之相應的是，血清中的乳酸脫氫酶（LDH）、肝酶（谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶）以及DAMPs（如IL-18和HMGB1）水平下降。在肝缺血再灌注損傷模型中，中性粒細胞的浸潤也減少。這些數據表明，NINJ1在疾病過(guò)程中通過(guò)介導PMR和炎癥反應起到關(guān)鍵作用。進(jìn)一步的研究發(fā)現，克隆D1通過(guò)阻止NINJ1的寡聚化來(lái)發(fā)揮作用。在電子顯微鏡下，單獨存在的NINJ1會(huì )形成多種寡聚結構（包括環(huán)狀、絲狀、簇狀和弧狀結構），而當與克隆D1 Fab共表達時(shí)，這些寡聚結構的形成被顯著(zhù)抑制。這表明克隆D1抗體能夠通過(guò)阻止NINJ1寡聚化來(lái)預防PMR?？寺?/font>D1抗體通過(guò)特異性靶向NINJ1并阻止其寡聚化，有效地預防了細胞膜破裂和相關(guān)的炎癥反應。這一發(fā)現為開(kāi)發(fā)新的抗炎治療方法提供了重要的理論基礎和潛在的臨床應用價(jià)值。未來(lái)的研究將致力于評估NINJ1阻斷在慢性炎癥中的效果，并改進(jìn)抗體的藥代動(dòng)力學(xué)特性以提高其臨床應用潛力。