這類遺傳疾病的病因找到了，竟然是這樣的
蛋白酶體相關自身炎癥綜合征 (PRAAS) 是一種單基因疾病，患者表現為患有嚴重的炎癥性疾病，包括關節攣縮、肌肉萎縮、小細胞性貧血、慢性非典型中性粒細胞性皮膚病伴脂肪營養不良和溫度升高。與目前已知的由白細胞介素IL-1介導的自身炎癥性疾病相比，PRAAS的基因突變會導致蛋白酶體功能障礙、Ⅰ型干擾素(IFN)持續產生，且對IL-1抑制劑的治療無反應。2022年2月，Science子刊Science Immunology雜志上發表了一篇題為“Protein kinase R is an innate immune sensor of proteotoxic stress via accumulation of cytoplasmic IL-24”的文章，該文章揭示了蛋白激酶R是一種先天免疫傳感器，通過細胞質中IL-24的積累來介導蛋白毒性應激。
研究者利用CRISPR-Cas9介導THP-1細胞免疫蛋白酶體亞基iβ5和iβ1的基因缺失，在體外建立了PRAAS細胞模型。然后，研究者使用ELISA檢測多個細胞株的CXCL10和IFN-β含量，發現這些PRAAS模型細胞株表現出與PRAAS患者類似的炎癥反應，其轉錄和IFN-β分泌增加。通過流式細胞術觀察到在單細胞水平上IFN-β蛋白水平升高。通過qPCR檢測，使用廣譜去泛素化酶(DUB)抑制劑PR619后，炎癥基因的表達與細胞系的炎癥表型相一致。這是由于靶向蛋白酶體降解的泛素化物質的積累，廣譜去泛素酶 (DUB) 抑制劑 PR619 增加了這種蛋白質毒性應激和由此產生的炎癥基因表達。(見圖1)
圖1 CRISPR-Cas9 介導的 iβ5 或 iβ1 缺失的細胞系
（圖片來源于《Science Immunology》雜志）
蛋白激酶R(PKR) 通過腫瘤壞死因子 (TNF) 受體相關因子 3 (TRAF3) 和TRAF2 和 TRAF5 的直接相互作用激活 NF-κβ 來驅動 IFN-αβ 的誘導。研究者發現用cGAMP刺激STING信號通路可誘導IFNB1的轉錄，使IFNB1的轉錄水平在親本THP-1細胞和PKR缺失的THP-1細胞中相似，說明由于 PKR 缺陷導致 IFNB1 基因誘導缺失對蛋白酶體抑制具有特異性。通過免疫印跡觀察到PRAAS細胞系中PKR基因缺失導致STAT1磷酸化缺失，炎癥基因表達減弱。使用特異性抑制劑 C16 對 PKR 進行化學抑制，發現 iβ5-/- 細胞中炎癥基因的表達得到抑制。此外，研究者還研究了PKR缺陷小鼠(PKR?/?)和它們的同窩對照小鼠(PKR+/+)，發現硼替佐米可誘導PKR+/+血液和脾臟中Ifnb1, Ifna4, Il6, 和Usp18 mRNA的表達上調；然而，PKR?/?缺失減弱了血液和脾臟中的炎癥基因轉錄。這些數據表明，PKR 在體外和體內都是蛋白酶體抑制下游炎癥的先天免疫傳感器。（見圖2）
圖2 炎癥基因表達對PKR 具有依賴性
（圖片來源于《Science Immunology》雜志）
研究者利用CRISPR-Cas9基因編輯產生IL-24缺失的細胞，并發現IL-24是蛋白酶體抑制劑地蘭佐米誘導炎癥反應的唯一候選藥物。通過qPCR檢測，發現poly(dA:dT)刺激cGAS信號通路誘導IFNB1轉錄的程度與親本THP-1細胞中觀察到的相同。從免疫印跡的結果來看，在IL-24缺失的iβ5?/?和iβ1?/?細胞株中PKR的激活減少。研究者給對照組小鼠或IL-24?/?小鼠注射硼替佐米，在對照組小鼠中，eIF2α和STAT1的磷酸化發生在PKR的下游，但在IL-24?/?小鼠中不存在。這些數據表明，在體內和體外IL-24驅動PKR依賴的炎癥反應。為了確定蛋白酶體功能障礙條件下PKR和IL-24是否相互作用，研究者在iβ5?/?THP-1細胞和對照組中進行了PKR的免疫沉淀，發現IL-24與PKR聯合免疫沉淀只發生在蛋白酶體被破壞時。在IL-24-Halo低、穩定表達的U2OS細胞中，研究者發現在蛋白酶體受到抑制的情況下，IL-24在細胞質中積累。（見圖3）
圖3 IL-24在蛋白酶體抑制的條件下激活PKR
（圖片來源于《Science Immunology》雜志）
研究者觀察到蛋白酶體亞單位突變患者的成纖維細胞和外周血單個核細胞(PBMC)的IL-24、磷酸化的PKR和eIF2水平增加。用 PKR 抑制劑 C16 治療 PRAAS PBMC可消除 PBMC患者中的 PKR 磷酸化，從而導致患者細胞中 STAT1 和 eIF2α的活化減少，顯著降低了PRAAS患者外周血單核細胞中IFN-αβ和ISG基因的表達。在嬰兒期發作的 STING 相關血管病 (SAVI)患者的 PBMC 樣本中，PKR 抑制不會改變 IFN-αβ亞型或 ISG 基因表達，說明這個途徑在PRAAS中是特有的。在PRAAS患者來源的細胞中IFN-αβ亞型轉錄升高，使用C16可使其正?；?。（見圖4）
圖4 PKR在PRAAS患者樣本中介導炎癥信號傳導
（圖片來源于《Science Immunology》雜志）
總的來說，這些發現不僅對 PRAAS 具有重要意義，而且對與蛋白毒性應激和炎癥相關的其他疾?。ɡ缟窠浲诵行约膊。┮簿哂兄匾饬x。為開發PKR抑制藥物，靶向治療蛋白酶體功能障礙提供了參考。
云克隆開發了上述研究中涉及的相關指標的蛋白、抗體、ELISA試劑盒等產品以助力腫瘤治療相關研究，部分指標節選如下，供參考。
