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固有免疫是机体抵抗病原体入侵的第一道防线,固有免疫通过模式识别受体(Pattern recognitionreceptors,PRRs)识别保守的病原体相关分子模式(Pathogen associated molecular patterns,PAMPs)来发挥功能。细菌脂多糖、脂多肽、鞭毛蛋白以及病毒核酸物质等抗原成分可以被Toll样受体(Toll-likereceptors,TLRs)识别,经过一系列信号转导,诱导炎性细胞因子以及Ⅰ型干扰素产生,激活强烈的免疫应答,从而清除入侵机体的病原微生物。IKK(IκB kinase)复合体是TLRs下游重要的接头蛋白,由催化亚基IKKα、IKKβ,以及调节亚基NEMO组成。在接收到上游活化信号后,IKK复合体被激活,进一步磷酸化核转录因子 κB(Nucleartranscription factor-κB,NF-κB)的抑制物IκB,IκB进而发生泛素化并通过蛋白酶体途径降解,释放NF-κB异源二聚体入核,介导炎性细胞因子的表达,最终清除病原体。但炎性细胞因子过度表达会造成组织器官的损伤,甚至诱发细胞因子风暴,危及生命。因此,炎性细胞因子的表达受到精密的调控。有文献报道,根据IKKβ NEMO结合结构域(NEMO binding domain,NBD)设计的多肽可以抑制IKKβ与NEMO的结合,从而抑制NF-κB的活化和炎性细胞因子的表达。后续的研究也进一步证实NBD多肽在结肠炎、关节炎等动物模型中均发挥明显的抑炎功能,但靶向IKK复合体的其他肽类抑制剂报道较少。实验室前期成果显示,IκB激酶相互作用蛋白(IκB kinase interacting protein,IKIP)可以通过N端结构与NEMO竞争性结合IKKα/β从而抑制IKK复合体的形成,最终发挥抑制炎症反应的功能。本研究的主要目的是明确IKIP抑制炎症反应的功能域,并根据这段序列设计合成多肽。进一步阐明多肽在炎症反应中的功能和作用机制。最后将多肽应用于炎症动物模型以及类风湿关节炎中进一步明确多肽在体内的功能及临床应用价值。为了明确IKIP的抑炎功能域,我们构建了一系列鼠源IKIPN端截短体,实验结果显示 IKIPFL(full length,1-374)、IKIP(16-374)、IKIP(31-374)与 IKKβ有明显结合作用,并且可以显著抑制NF-κB启动子的活性以及IKKβ的磷酸化,而 IKIP(61-374)、IKIP(76-374)、IKIP(91-374)与 IKKβ 无结合作用并且没有明显的功能。以上结果说明IKIP 31-60氨基酸序列(amino acid,aa)是其抑制炎症反应的功能域。我们在IKIP 31-60 aa的基础上设计合成了两条多肽:F0(31-45 aa)和F1(46-60aa),并设计合成了阴性对照多肽:F2(61-75 aa)。我们在多肽N端连接TAT穿膜肽,并检测了多肽的细胞通透性和细胞毒性。实验结果显示多肽具有细胞通透性,同时对细胞的生存没有明显的影响,也不会导致细胞凋亡和坏死。接下来,我们对三条多肽的功能进行了验证。实验结果显示多肽F1可以明显抑制NF-κB启动子的活性以及IKKβ的磷酸化,而多肽F0和F2并没有明显的作用。同时多肽F1可以明显抑制配体刺激诱导的NF-κB信号通路活化以及TNF-α、IL-6、IL-1β等炎性细胞因子的表达;而作为阴性对照的多肽F2并没有明显的作用。以上结果说明多肽F1是发挥抑炎功能的IKIP活性多肽。进一步的机制研究显示,三条多肽中只有F1与IKKβ有明显的结合作用。并且多肽F1可以明显抑制IKKβ与NEMO的结合,从而抑制IKK复合体的形成。为了进一步研究多肽在动物体内的功能,我们构建了小鼠炎症模型。实验结果显示多肽F1在LPS诱导的小鼠脓毒血症模型中可以抑制血清中炎性细胞因子的表达,减轻肺组织的病理损伤,同时显著降低小鼠死亡率;在Zymosan诱导的小鼠急性关节炎模型中,多肽F1可以明显降低患肢踝关节的肿胀程度,抑制关节组织中炎性细胞因子的表达,减轻踝关节的病理损伤。为了进一步探索多肽F1的临床应用价值,我们获取了类风湿关节炎患者的滑膜组织,并分离了滑膜成纤维细胞。实验结果显示多肽F1可以明显抑制滑膜成纤维细胞中炎性细胞因子的过度表达。在本论文中,我们发现IKIP31-60 aa是其抑制炎症反应的功能域,根据这段序列设计合成的多肽F1(46-60 aa)可以与NEMO竞争性结合IKKβ,从而抑制NF-κB信号通路的活化以及炎性细胞因子的表达。同时多肽F1在LPS诱导的小鼠脓毒血症模型以及Zymosan诱导的小鼠急性关节炎模型中发挥保护作用,并且多肽F1也可以显著抑制类风湿关节炎患者滑膜成纤维细胞中炎性细胞因子的过度表达。我们的研究为临床治疗炎症性疾病提供了参考。创新性:1.本研究发现IKIP 31-60 aa是其抑制炎症反应的重要功能域,并且根据这段序列设计合成的多肽F1(46-60 aa)具有明显的抑炎功能。2.多肽F1是靶向IKK复合体的肽类抑制剂,可以通过与NEMO竞争性结合IKKβ,从而抑制IKK复合体的形成,最终抑制NF-κB的活化以及炎性细胞因子的表达。3.炎症性疾病是临床常见疾病,严重影响人类生命健康和生活质量。本研究发现多肽F1可以明显抑制炎症动物模型以及类风湿关节炎中的炎症反应,为临床治疗炎症性疾病提供了参考。