APS：安石榴苷阻止PGAM5与NEK7“牵手”，或能抑制结肠炎

先天免疫中的模式识别受体（PRRs）通过识别病原体相关分子模式（PAMPs）和损伤相关分子模式（DAMPs）被激活，迅速应对病原体入侵和组织损伤。NLRP3炎症小体作为一种典型的PRR，能够被感染或细胞应激触发，其激活分为两个步骤：首先通过Toll样受体（TLR）激动剂（如LPS）诱导NF-κB信号通路，促进NLRP3、pro-IL-1β和pro-IL-18的表达；随后通过ATP、尿酸晶体等信号触发NLRP3炎症小体的组装。NLRP3炎症小体激活后，通过NEK7与NLRP3的相互作用，招募ASC蛋白并激活caspase-1，最终导致IL-1β和IL-18的成熟，引发炎症反应。适度的NLRP3炎症小体激活有助于清除PAMPs和DAMPs，维持细胞和机体的稳态，但过度激活可能导致严重的炎症反应和疾病，如阿尔茨海默病、糖尿病、急性肺损伤等。

溃疡性结肠炎是一种慢性炎症性肠病，主要影响结肠，临床表现为腹痛、血性腹泻等。目前治疗药物包括美沙拉嗪、免疫抑制剂、生物制剂等，但存在副作用和复发率高的问题。研究发现，NLRP3炎症小体的激活在溃疡性结肠炎中起重要作用，而线粒体丝氨酸/苏氨酸磷酸酶PGAM5通过调节NEK7与NLRP3的相互作用，促进NLRP3炎症小体的组装和激活。进一步研究表明，天然产物鞣花酸能够阻断PGAM5与NEK7的相互作用，从而抑制NLRP3炎症小体的过度激活，减轻溃疡性结肠炎小鼠模型的肠道炎症。因此，靶向PGAM5和NEK7的相互作用可能成为治疗NLRP3炎症小体驱动的炎症性疾病（如溃疡性结肠炎）的新策略。

1. PGAM5缺陷减弱巨噬细胞中NLRP3炎症小体的组装和激活

PGAM5在免疫组织和细胞中高表达，与炎症和免疫反应密切相关。通过生成PGAM5敲除（KO）小鼠的骨髓源性巨噬细胞（BMDMs），研究发现PGAM5缺陷显著减少了LPS和ATP、尼日利亚菌素或尿酸晶体刺激后成熟IL-1β和裂解caspase-1的产生和分泌。此外，PGAM5缺陷并未影响细胞死亡，且抑制了gasdermin D的N端裂解。PGAM5对NLRP3炎症小体的调控可能通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）或翻译后修饰而非转录调控实现。PGAM5缺陷还抑制了AIM2炎症小体的激活，但不影响NLRP1炎症小体的激活，表明PGAM5并非ASC或caspase-1的泛调控因子。

2. PGAM5缺陷在体内减弱NLRP3炎症小体激活并保护DSS诱导的结肠炎

PGAM5在NLRP3炎症小体激活中起重要作用，而NLRP3的过度激活与溃疡性结肠炎的发病机制相关。通过DSS诱导的结肠炎小鼠模型，研究发现PGAM5缺陷小鼠表现出较轻的结肠炎症状，包括体重减轻减少、疾病活动指数（DAI）降低、结肠长度增加以及结肠组织损伤减轻。PGAM5缺陷还减少了结肠中NLRP3和裂解caspase-1的表达，表明PGAM5可能是溃疡性结肠炎治疗的潜在靶点。

3. PGAM5的蛋白质组学邻近分析揭示其相互作用蛋白

通过APEX2邻近标记策略，研究鉴定了PGAM5的相互作用蛋白。PGAM5-FLAG-APEX2融合蛋白定位于线粒体，并成功标记了PGAM5的邻近蛋白。通过质谱分析，研究发现31个与NOD样受体信号通路相关的蛋白，表明PGAM5可能通过调控这些蛋白参与NLRP3炎症小体的激活。

4. NEK7直接与PGAM5相互作用

研究发现NEK7是PGAM5的邻近蛋白，并通过免疫共沉淀实验证实了PGAM5与NEK7的直接相互作用。NEK7在NLRP3炎症小体激活中起关键作用，PGAM5通过与NEK7的相互作用促进NLRP3的寡聚化和炎症小体的激活。

5. PGAM5-NEK7相互作用促进NLRP3炎症小体激活

PGAM5的磷酸酶活性不参与NLRP3炎症小体的激活，而是通过其与NEK7的相互作用调控炎症小体的组装和激活。研究发现，PGAM5缺陷或抑制PGAM5与NEK7的相互作用均可抑制NLRP3炎症小体的激活。

6. 天然产物鞣花酸直接结合PGAM5并阻断PGAM5-NEK7相互作用

鞣花酸是一种天然产物，能够直接结合PGAM5并阻断其与NEK7的相互作用，从而抑制NLRP3炎症小体的激活。鞣花酸在LPS和ATP刺激的BMDMs中显著减少了裂解caspase-1和IL-1β的产生，并在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中减轻了炎症反应。

7. PGAM5的半胱氨酸239残基是鞣花酸活性的关键

研究发现，PGAM5的半胱氨酸239残基是鞣花酸结合的关键位点。突变该残基后，PGAM5无法促进NLRP3炎症小体的激活，表明该残基在PGAM5与NEK7的相互作用中起重要作用。

8. 鞣花酸通过PGAM5-NEK7-NLRP3复合物抑制NLRP3炎症小体激活并保护DSS诱导的结肠炎

鞣花酸通过阻断PGAM5与NEK7的相互作用，抑制了NLRP3炎症小体的激活，并在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中减轻了炎症反应。研究还发现，鞣花酸的治疗效果依赖于PGAM5和NLRP3的存在。

9. 肠道微生物群不参与PGAM5对DSS诱导的结肠炎的调控

通过粪便微生物群移植实验，研究发现PGAM5缺陷小鼠的肠道微生物群并未显著改善DSS诱导的结肠炎症状，表明肠道微生物群不参与PGAM5对结肠炎的调控。

总结

本研究揭示了PGAM5及其新结合伙伴NEK7在NLRP3炎症小体激活和溃疡性结肠炎中的关键作用。PGAM5通过与NEK7的相互作用促进NLRP3炎症小体的组装和过度激活。天然产物鞣花酸通过阻断PGAM5与NEK7的相互作用，抑制了NLRP3炎症小体的激活，并减轻了结肠炎症状。PGAM5的构象结构而非其磷酸酶活性是其与NEK7相互作用的关键，这为溃疡性结肠炎的治疗提供了新的潜在靶点和先导化合物。