近日，發(fā)表在《Nature》雜志上的一項(xiàng)研究題為“Inhibiting membrane rupture with NINJ1 antibodies limits tissue injury”，深入探討了NINJ1在細(xì)胞死亡中的作用機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)利用基因敲除技術(shù)發(fā)現(xiàn)，缺乏NINJ1的小鼠在受到細(xì)胞損傷時(shí)，細(xì)胞凋亡和壞死反應(yīng)顯著減弱。通過制備一種抗NINJ1單克隆抗體被命名為克隆D1，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明能特異性靶向NINJ1，阻止其寡聚化，從而預(yù)防細(xì)胞膜破裂（PMR）。本研究表明，NINJ1在介導(dǎo)細(xì)胞死亡信號(hào)傳導(dǎo)中具有重要作用。這一發(fā)現(xiàn)為減少組織損傷提供了新思路，特別是在肝細(xì)胞死亡引發(fā)的疾病中。

Fig. 1 Identification of NINJ1-blocking antibody clone D1

NINJ1的結(jié)構(gòu)以及作用機(jī)制

NINJ1（Ninjurin1，全稱Nerve Injury-Induced Protein 1）是一種在神經(jīng)損傷后誘導(dǎo)表達(dá)的細(xì)胞表面蛋白，最初在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)。它是一種細(xì)胞間粘附分子，參與多種生物學(xué)過程，尤其是在細(xì)胞損傷和修復(fù)、炎癥反應(yīng)以及細(xì)胞死亡（包括凋亡和壞死）中起著重要作用。NINJ1是一種16kDa的細(xì)胞表面蛋白，預(yù)測(cè)具有兩個(gè)跨膜區(qū)，并且N和C端均位于細(xì)胞外。這種結(jié)構(gòu)使得NINJ1能夠在細(xì)胞表面發(fā)揮其功能，包括細(xì)胞間粘附和信號(hào)傳導(dǎo)。它在其他組織和細(xì)胞類型中也具有類似的粘附功能，幫助修復(fù)受損組織。NINJ1在炎癥反應(yīng)中調(diào)控免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞）的募集和激活，增強(qiáng)對(duì)感染和損傷的防御能力，并促進(jìn)免疫細(xì)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(xì)胞凋亡和壞死過程中也發(fā)揮關(guān)鍵作用，特別是在細(xì)胞暴露于病原體或毒素時(shí)，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞膜破裂和內(nèi)容物釋放來防止過度的炎癥反應(yīng)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(dǎo)蛋白，NINJ1在神經(jīng)再生和修復(fù)中起到關(guān)鍵作用，通過上調(diào)表達(dá)促進(jìn)軸突生長(zhǎng)和神經(jīng)功能恢復(fù)。在炎癥性疾病中，NINJ1的調(diào)控作用使其成為潛在的治療靶點(diǎn)，通過抑制NINJ1可以減少免疫細(xì)胞的過度募集和激活，從而減輕炎癥反應(yīng)。在某些腫瘤中，NINJ1的表達(dá)可能影響腫瘤細(xì)胞的粘附和遷移，進(jìn)而影響腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。

文獻(xiàn)解讀

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種抗NINJ1的單克隆抗體，該抗體特異性靶向小鼠的NINJ1，并通過阻止NINJ1的寡聚化來預(yù)防PMR。該抗體被命名為克隆D1。通過電子顯微鏡研究發(fā)現(xiàn)，這種抗體能夠阻止NINJ1形成寡聚絲狀結(jié)構(gòu)。在體外研究中，克隆D1抗體顯示出顯著效果。使用Toll樣受體2激動(dòng)劑Pam3CSK4來激活小鼠骨髓衍生的巨噬細(xì)胞（BMDMs），然后用抗NINJ1抗體處理這些細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)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(jié)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(xì)胞PMR。與之相應(yīng)的是，血清中的乳酸脫氫酶（LDH）、肝酶（谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)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(xì)胞的浸潤(rùn)也減少。這些數(shù)據(jù)表明，NINJ1在疾病過程中通過介導(dǎo)PMR和炎癥反應(yīng)起到關(guān)鍵作用。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，克隆D1通過阻止NINJ1的寡聚化來發(fā)揮作用。在電子顯微鏡下，單獨(dú)存在的NINJ1會(huì)形成多種寡聚結(jié)構(gòu)（包括環(huán)狀、絲狀、簇狀和弧狀結(jié)構(gòu)），而當(dāng)與克隆D1 Fab共表達(dá)時(shí)，這些寡聚結(jié)構(gòu)的形成被顯著抑制。這表明克隆D1抗體能夠通過阻止NINJ1寡聚化來預(yù)防PMR。克隆D1抗體通過特異性靶向NINJ1并阻止其寡聚化，有效地預(yù)防了細(xì)胞膜破裂和相關(guān)的炎癥反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)新的抗炎治療方法提供了重要的理論基礎(chǔ)和潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。未來的研究將致力于評(píng)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(yīng)用潛力。

Fig. 3| Clone D1 potently inhibits NINJ1-dependent PMR

本研究揭示了NINJ1在細(xì)胞死亡和炎癥反應(yīng)中的重要作用，開發(fā)的抗NINJ1單克隆抗體克隆D1通過阻止NINJ1的寡聚化，有效預(yù)防細(xì)胞膜破裂和炎癥反應(yīng)，為抗炎治療提供了新思路。未來的研究將繼續(xù)優(yōu)化抗體的藥代動(dòng)力學(xué)特性，以提高其臨床應(yīng)用潛力，為炎癥性疾病和神經(jīng)損傷患者帶來新的治療希望。