王晓东三年发三篇cell文章

生物通报道:王晓东教授早在2005年就在国内国外引起了较大的关注,尤其是生命科学领域,这位科学家2004年被评为美国科学院院士,当年41岁的他是最年轻的一位美国科学院院士。2006年王晓东教授回到国内担任北京生命科学研究所的所长,经过几年的发展,北京生命科学研究所在学术上取得了很多成果,不少研究论文发表在重要的学术期刊上,接连几年都发表了Cell文章。

Receptor Interacting Protein Kinase-3 Determines Cellular Necrotic Response to TNF-a

报道蛋白激酶RIP3是决定TNF-a诱导的细胞坏死的关键蛋白。细胞死亡对于多细胞生物体的发育和自稳平衡起着至关重要的作用。程序性细胞坏死目前是动物体在发育过程中最主要的细胞死亡类型之一,并且参与缺血性心脑血管疾病和神经退行性等疾病的发生。

因此,阐明程序性坏死的分子机制将为相关疾病的治疗提供新的科学依据。肿瘤坏死因子TNFα是一个多效性细胞因子,参与调节炎症反应、细胞凋亡和坏死等。王晓东课题组以前已经发现Smac/Diablo蛋白的类似物Smac mimetic能诱导TNFα-依赖性细胞凋亡,此途径需要激酶RIPK1的参与。

有趣的是,该课题组在本研究中发现当细胞凋亡受到caspase抑制剂zVAD阻止时,Smac mimetic能诱导一些细胞发生依赖于TNFα 和RIPK1的细胞坏死。

他们利用高通量RNAi筛选技术鉴定了RIPK1的同家族蛋白RIP3是调控TNFα-诱导性细胞坏死的关键蛋白,其激酶活性是必不可少的。在受到坏死信号刺激时,一个包含有RIP3和RIPK1的蛋白复合体会被诱导形成。

过量表达的RIP3激酶死亡突变体会与内源性RIPK1相结合从而抑制细胞坏死途径。他们还发现RIP3只在一些细胞中选择性表达,其表达跟TNFα-诱导性细胞坏死密切相关。而且,异位表达RIP3使得对TNFα-诱导性细胞坏死有抗性的细胞转变成敏感型细胞。

此外,RIP3基因缺陷性小鼠胚胎成纤维细胞也完全表现出对TNFα-诱导性细胞坏死的抗性。在雨蛙素诱导的小鼠急性胰腺炎模型中,RIP3基因的敲除显著地减少了胰腺细胞的坏死,从而有力促进了急性胰腺炎的恢复。

该文章的第一作者何苏丹为我所和中国协和医科大学联合培养的博士生,论文的其他作者还包括美国德州大学西南医学中心的汪来博士以及杜凤荷博士和我所王涛。我所赵丽萍博士领导的转基因动物中心制备了RIP3基因敲除小鼠,苗林参与了主要工作。王晓东博士为本文的通讯作者。该项研究由科技部863项目、北京市政府和美国国家肿瘤研究所(NCI)资助。

TNF-α Induces Two Distinct Caspase-8 Activation Pathways1975年,Carswell等发现经卡介苗注射或细菌内毒素感染的小鼠血清中含有一种可引起荷瘤动物的肿瘤组织出血坏死的物质,该物质对体外培养的多种肿瘤细胞株具有细胞毒作用,但对正常细胞无杀伤作用,并将这种物质命名为肿瘤坏死因子(tumour necrosis factor,TNF)。

20世纪90年代末在欧美重新确认了TNF-α抗肿瘤的重要地位,掀起了TNF-α在肿瘤研究和肿瘤治疗中的新篇章。

时间进入21世纪,有关TNF的研究逐渐得到了深入,科学家们发现,哺乳动物细胞对于TNF-α的炎症反应会由于一种蛋白合成抑制剂:cycloheximide(或Smac mimetic)而转向细胞凋亡,而后者是一种Smac/Diablo蛋白的小分子类似物,但是这种类似物与TNF-α作用的途径至今还并不是十分清楚,在这篇文章中,王等就是揭示了这方面的奥秘:他们发现TNF-α能通过两个不同caspase-8活性途径诱导细胞凋亡。

Argonaute2 Cleaves the Anti-Guide Strand of siRNA during RISC Activation关于RNAi作用机制大概如下:在起始步骤,加入的dsRNA(现在又多了对miRNA作用机制研究,miRNA是单链发夹状结构)被切割为21-23核苷酸长的小分子干扰RNA片段(small interfering RNAs ,siRNAs,又被称为引导RNAs:"guide RNAs")。

在RNAi效应阶段,siRNA双链结合一个核酶复合物从而形成所谓RNA诱导沉默复合物(RNA-induced silencing complex, or RISC)。

激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录本上,并在距离siRNA3’端12个碱基的位置切割mRNA。切割的精确机制现在还是在不断研究之中。
在这个过程中,RISC中其中一个组分核酸内切酶Argonaute2(Ago2)负责依靠siRNA其中一条链去寻找互补的mRNA链,然后对其进行切割。

对于在这个过程中,双链的siRNA是如何变成单链的没有详细的了解。王晓东实验室的研究人员发现,在果蝇S2细胞提取物中siRNA两条链都会与Ago2进行结合。与引导链想互补的短干扰RNA链会作为RISC的底物被Ago2切割。这一切割过程从Ago2中去除了互补引导链,这对于RISC的激活是非常重要的