Cell Reports｜韓家淮/楊章華揭示FLIPL-pro-caspase-8程序性細胞壞死檢查點的構建機制

程序性細胞壞死 (Necroptosis，以下簡稱細胞壞死) 是一種裂解性的程序性細胞死亡方式，在多種生理病理過程中發揮重要作用。細胞壞死的發生在諸多層面受到嚴密調控，其中最爲關鍵的檢查點 (Checkpoint) 來自於pro-caspase-8。已有的研究表明，只有pro-caspase-8而非成熟形式的caspase-8，能夠抑制細胞壞死，而pro-caspase-8抑制細胞壞死的能力依賴於其同源蛋白FLIPL (FLICE-like inhibitory protein long-form) 的存在。

FLIPL由兩個N端的DED結構域和一個C端的蛋白酶樣 (Protease-like, PL) 結構域構成，在結構上與pro-caspase-8高度相似，是pro-caspase-8的同源蛋白。由於關鍵酶活位點的缺失，FLIPL被認爲是一個假蛋白酶 (Pseudo-protease) 。通過與pro-caspase-8形成異源二聚體 (Heterodimer) ，FLIPL能夠在抑制pro-caspase-8自剪切的同時賦予pro-caspase-8活性，幫助pro-caspase-8完成對於細胞壞死相關底物 (如RIP1) 的有效切割，進而抑制細胞壞死的發生。

儘管FLIPL-pro-caspase-8異源二聚體對於細胞壞死的調控是至關重要的，其中FLIPL賦予pro-caspase-8活性的具體機制卻不甚清楚。2024年11月8日，廈門大學生命科學學院韓家淮院士團隊/浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院楊章華研究員在Cell Reports上發表了題爲Residue Y362 is crucial for FLIPL to impart catalytic activity to pro-caspase-8 to suppress necroptosis的研究成果，報道了FLIPL與pro-caspase-8協同構建細胞壞死檢查點以抑制細胞壞死的具體分子機制。

該研究發現, 在TNF刺激引發的細胞壞死過程中，FLIPL的結構完整性對於pro-caspase-8抑制細胞壞死是必需的。缺失DED結構域 (FLIPL ΔDED) 或缺失PL結構域 (FLIPL ΔPL) 均使得FLIPL無法與pro-caspase-8協同抑制細胞壞死。緊接着研究人員發現FLIPL蛋白酶樣結構域上被認爲是pseudoactive的第362位酪氨酸 (FLIPL Y362) ，對於FLIPL與pro-caspase-8協同抑制細胞壞死是至關重要的。FLIPL與pro-caspase-8具有高度同源性，只在與蛋白酶活性相關的幾個關鍵氨基酸上出現差別。研究人員從蛋白協同進化的角度出發，將FLIPL Y362位點回復突變爲pro-caspase-8上對應位置的蛋白酶活性關鍵氨基酸——半胱氨酸 (FLIPL Y362C) ，發現FLIPL Y362C不僅無法使FLIPL重新獲得蛋白酶活性，更重要的是，FLIPL Y362C無法像野生型一樣賦予pro-caspase-8活性。FLIPL Y362C這個突變體無法激活pro-caspase-8，使得FLIPL-pro-caspase-8異源二聚體失去切割RIP1的能力，造成細胞壞死檢查點失效，細胞壞死爆發。值得注意的是，FLIPL Y362C突變只特異性破壞細胞壞死檢查點，而不影響FLIPL抑制pro-caspase-8自剪切及細胞凋亡 (Apoptosis) 的功能。研究人員通過蛋白結構分析進一步揭示了FLIPL調節pro-caspase-8活性的分子機理。通過構建點突變小鼠，研究人員證實，FLIPL Y362位點對於小鼠正常的胚胎髮育是至關重要的。在胚胎髮育過程中，FLIPL Y362C的突變破壞了細胞壞死檢查點，導致小鼠在胚胎期 (Embryonic day, E) 10.5天出現異常的細胞壞死，進而導致胚胎死亡。

總的來說，該研究揭示了FLIPL與pro-caspase-8相互協作構建細胞壞死檢查點，抑制細胞壞死發生的具體分子機制，也提示了在細胞壞死調控中FLIPL與pro-caspase-8之間可能存在的共進化關係。此外，由於FLIPL能夠協同pro-caspase-8抑制多種不同類型的程序性細胞死亡過程 (細胞凋亡、細胞壞死以及細胞焦亡[Pyroptosis]) ，該研究的發現還能爲細胞死亡相關疾病的干預提供有價值的參考。

廈門大學生命科學學院博士研究生洪茅和浙江大學醫學院附屬第一醫院研究員吳秀榕博士爲該論文的共同第一作者。廈門大學生命科學學院教授韓家淮院士，浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院研究員楊章華博士，廈門大學生命科學學院助理教授張熒熒博士爲該論文的共同通訊作者。

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114966

製版人：十一

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