SYK與免疫失調(diào)之間千絲萬縷的聯(lián)系
SYK的編碼基因為syk,于1991年從豬脾cDNA中克隆得到,編碼的蛋白是非受體型酪氨酸激酶Src家族的一員,能催化底物蛋白酪氨酸殘基磷酸化,故被命名為脾酪氨酸激酶(Spleen Tyrosine Kinase)。
SYK的細胞生物學(xué)功能主要為抑制細胞增殖、影響細胞分化、抑制腫瘤細胞的成瘤能力、影響某些細胞因子的分泌等。它在免疫細胞中廣泛表達,與B細胞受體和Fcγ受體等表面受體直接相關(guān),是B細胞激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中最重要的激酶,其作為B細胞受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子參與多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。它的磷酸化會導(dǎo)致PI3K/Akt、Ras/ERK、PLCγ/NFAT、Vav-1/Rac以及IKK/NFκB下游信號通路的激活。SYK在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、過敏性哮喘和鼻炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等多種自身免疫疾病中發(fā)揮重要作用,也是多種免疫相關(guān)腫瘤(如B淋巴瘤)的治療靶點。
為了深入了解SYK與免疫失調(diào)之間的作用機制、發(fā)掘新的關(guān)聯(lián)點,2021年《Nature Genetics》(IF=38.330)上發(fā)表的題為“Gain-of-function variants in SYK cause immune dysregulation and systemic inflammation in humans and mice”的文章發(fā)現(xiàn):SYK功能獲得性突變增加了磷酸化SYK蛋白水平及下游信號傳導(dǎo),能導(dǎo)致人和小鼠免疫失調(diào)和全身炎癥。
研究團隊首先做了腸炎患者的外顯子基因檢測(部分患者還伴有關(guān)節(jié)炎、皮膚改變、神經(jīng)系統(tǒng)炎癥及B細胞淋巴瘤等表現(xiàn)),因為遺傳因素被認(rèn)為在極早發(fā)型炎癥性腸病中起重要作用,已報道近百種單基因突變導(dǎo)致該病發(fā)生。結(jié)果在51093個變異位點中未找到已知的致病基因變異,卻意外發(fā)現(xiàn)syk基因雜合突變,550位氨基酸由絲氨酸(Ser)變?yōu)槔野彼幔═yr),此前并無該基因?qū)е聵O早發(fā)型炎癥性腸病的報道。體外細胞實驗證實該突變位點可產(chǎn)生SYK自身磷酸化(見圖1),激活下游ERK等信號通路,導(dǎo)致Th1和Th17型炎癥細胞因子表達增多。
圖1. 與對照組相比,患者腸上皮細胞中SYK過度磷酸化(圖片來源于《Nature Genetics》雜志)
后研究團隊通過CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建了SYK突變小鼠(小鼠中為S544Y),突變小鼠能產(chǎn)生自發(fā)性關(guān)節(jié)炎表型,具體表現(xiàn)為關(guān)節(jié)紅腫、運動障礙,發(fā)病關(guān)節(jié)內(nèi)免疫細胞浸潤侵蝕,破骨細胞高度活化,造成嚴(yán)重骨侵蝕,并且癥狀隨著年齡的增長逐漸加劇(見圖2)。而用骨髓移植或SYK抑制劑治療突變小鼠可改善關(guān)節(jié)病變損壞程度(見圖3)。
圖2. SYK突變小鼠的表型(圖片來源于《Nature Genetics》雜志)
圖3. 骨髓移植或SYK抑制劑治療突變小鼠(圖片來源于《Nature Genetics》雜志)
由于SYK與免疫相關(guān)疾病的關(guān)聯(lián),目前已研發(fā)出幾十種SYK抑制劑以用于相關(guān)疾病的治療,包括:R406用于關(guān)節(jié)炎等疾病的治療(以上研究使用的就是R406);Syk/PI3K 雙抑制劑SRX3207被證明具有抗腫瘤活性;TAS05567能抑制THP-1細胞中FcγR介導(dǎo)的TNF-α產(chǎn)生等,以劑量依賴性方式抑制后爪腫脹,顯著降低類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎模型的組織病理學(xué)評分;GSK143能抑制ERK磷酸化,并減輕炎癥;TAK-659能誘導(dǎo)腫瘤細胞死亡而不作用于非腫瘤細胞,具有治療慢性淋巴細胞白血病的潛力等。
云克隆不僅可提供相關(guān)實驗動物模型,如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎實驗動物模型(DSI522Ra01和DSI522Mu01)及結(jié)腸炎實驗動物模型(DSI515Ra02)等,還開發(fā)了SYK(核心貨號E275)及下游信號通路相關(guān)產(chǎn)品,可助力廣大科研工作者進行免疫失調(diào)相關(guān)研究。
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