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# Biologie# Immunologie

Inflammasomen: Die Feuerwehrleute unseres Immunsystems

Ein Blick auf Inflammasomen und die Rolle von UBXN1 bei Immunreaktionen.

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Inhaltsverzeichnis

Inflammasomen sind wie grosse, starke Feuerwehrmänner in unseren Zellen. Sie bilden sich als Reaktion auf Infektionen und andere stressige Situationen und helfen unserem Körper, böse Jungs wie Keime abzuwehren. Wenn ein Inflammasom aktiviert wird, kann es eine Art Zelltod namens Pyroptose auslösen, was so ist, als würde man eine infizierte Zelle in Brand setzen, um die Ausbreitung der Infektion zu verhindern. Dieser Prozess setzt Alarmsignale frei, die entzündungsfördernde Mediatoren genannt werden, und helfen, das Immunsystem zur Problemstelle zu rufen.

Wie funktionieren Inflammasomen?

Inflammasomen bestehen aus mehreren Proteinen. Sie beginnen normalerweise zu entstehen, wenn bestimmte Signale von Keimen oder Schäden erkannt werden. Stell dir eine Gruppe von Freunden vor, die sich zusammentun, um ein Problem zu lösen. In diesem Fall erkennen einige spezifische Proteine, bekannt als NLRs, AIM2 oder Pyrin, diese Signale und schliessen sich zusammen. Dann rekrutieren sie ein Helferprotein namens ASC, das zur Sache kommt, und letztendlich bringen sie die Caspasen mit, die wie die Schläuche der Feuerwehrmänner sind. Sobald alles zusammengebaut ist, ist das Inflammasom bereit zu handeln.

Nach der Aktivierung startet das Inflammasom einen Prozess, der die inaktiven Formen von zwei wichtigen entzündlichen Proteinen, IL-1β und IL-18, in ihre aktiven Formen umwandelt, sodass sie andere Immunzellen zur Schlacht rufen können.

Arten von Inflammasomen

Es gibt verschiedene Arten von Inflammasomen, und jede hat ihre eigenen speziellen Aktivierungsarten. Einige, wie die kanonischen Inflammasomen, verlassen sich auf mikrobielle Signale, um die Sache ins Rollen zu bringen. Andere, die als nicht-kanonische Inflammasomen bekannt sind, können durch direkten Kontakt mit bestimmten bakteriellen Bestandteilen aktiviert werden.

Das Gute und das Schlechte an Inflammasomen

Während Inflammasomen wichtig für den Kampf gegen Infektionen sind, können sie manchmal ein bisschen zu aufgeregt werden. Wenn sie überaktiv sind, können sie ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen, wie Sepsis, eine extreme Reaktion auf Infektionen, die zu Organversagen führen kann. Das ist wie ein Feuer, das ausser Kontrolle gerät – anstatt nur die Flammen zu löschen, verbrennt es den ganzen Wald!

UBXN1: Der unbesungene Held

Jetzt gibt es einen neuen Star in der Inflammasomen-Geschichte: UBXN1. Stell dir UBXN1 wie einen freundlichen Verkehrspolizisten vor. Er hilft, den Fluss der Signale zu lenken, die für die Aktivierung des Inflammasoms nötig sind. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Inflammasom nicht so effektiv funktioniert, wenn UBXN1 fehlt oder nicht richtig arbeitet. Das könnte zu einer schwächeren Immunantwort gegen Infektionen führen.

Forschung zu UBXN1

In Studien fanden Forscher heraus, dass die Zellen, aus denen UBXN1 entfernt wurde, Schwierigkeiten hatten, das Inflammasom als Reaktion auf bakterielle Bedrohungen zu aktivieren. Das wurde in laborgestützten Zellen und bei Mäusen gezeigt; tatsächlich waren die Mäuse ohne UBXN1 weniger wahrscheinlich von schweren Infektionen betroffen im Vergleich zu ihren Artgenossen mit UBXN1. Es stellt sich heraus, dass UBXN1 dem Inflammasom hilft, richtig zu reagieren, was es zu einem wichtigen Spieler im Immunsystem macht.

Der Mechanismus hinter der Arbeit von UBXN1

Forscher entdeckten, dass UBXN1 hilft, spezielle Ketten aus einem Molekül namens Ubiquitin an Caspase-Proteinen zu befestigen. Diese Ubiquitin-Ketten sind wie kleine Fahnen, die den Proteinen sagen, dass sie tätig werden sollen. Wenn UBXN1 vorhanden ist, helfen diese Fahnen, die Caspasen richtig zusammenzubringen und aktiv zu werden. Wenn UBXN1 fehlt, werden die Caspasen nicht richtig markiert und können sich nicht effektiv zusammenfügen, was zu einer geschwächten Immunantwort führt.

UBXN1 und Sepsis

Als die Wissenschaftler Sepsis untersuchten, fanden sie heraus, dass Mäuse ohne UBXN1 nach dem Kontakt mit Bakterien bessere Ergebnisse hatten. Sie hatten weniger schwere Symptome und eine höhere Überlebensrate. Das bedeutet, dass UBXN1 ein gutes Ziel für Therapien zur Bekämpfung von Sepsis sein könnte.

Fazit

Inflammasomen sind essenziell für unser Immunsystem, und UBXN1 ist ein Schlüsselspieler, damit sie effektiv arbeiten. Während sie uns vor Infektionen schützen, ist es wichtig, dass sie nicht über die Stränge schlagen und mehr Schaden als Nutzen anrichten. Die Forschung geht weiter, um die Komplexität dieser zellulären Feuerwehrmänner zu entwirren, und wer weiss, vielleicht finden wir neue Wege, um unser Immunsystem durch gezielte Angriffe auf UBXN1 zu stärken. Denk dran: Während sie wie Helden im Kampf gegen Infektionen auftreten, ist ein gutes Gleichgewicht der Schlüssel, um unsere Körper reibungslos am Laufen zu halten!

Originalquelle

Titel: Unanchored ubiquitin chains promote the non-canonical inflammasome via UBXN1

Zusammenfassung: Ubiquitination is a major posttranslational covalent modification that regulates numerous cellular processes including inflammasome signaling. Cells also contain unanchored ubiquitin chains (polyUb) that bind protein targets non-covalently, but their physiological functions in immunity have been appreciated only recently. Here, we report that ubiquitin regulatory x domain-containing protein 1 (UBXN1) activates the noncanonical inflammasome via unanchored Lysin (K) 48- or 63-linked polyUb. UBXN1 deficiency impairs the activation of caspase-4/11, secretion of inflammasome-dependent cytokines and pyroptosis in response to intracellular lipopolysaccharide (LPS). UBXN1-deficient mice are protected from LPS- and cecal-ligation-and-puncture-induced sepsis, evidenced by reduced mortality and systemic inflammation, compared to UBXN1-sufficient littermates. Mechanistically, UBXN1 together with unanchored K48/63-linked polyUb bind caspase-4/11, the intracellular sensors of LPS, and promote their assembly and activation. Depleting cellular unanchored polyUb with recombinant ubiquitin-specific proteinase 5 (USP5) reduces UBXN1 binding to caspase-4/11 and inflammasome signaling, while USP5 inhibitors enhance pyroptosis in an UBXN1-dependent manner. Thus, this study identifies a critical UBXN1-dependent posttranslational mechanism involved in noncanonical inflammasome activation and UBXN1 as a potential therapeutic target for sepsis and advances a fundamental understanding of unanchored polyUb biology.

Autoren: Duomeng Yang, Jason G. Cahoon, Tingting Geng, Chengliang Wang, Andrew G. Harrison, Evelyn Teran, Yanlin Wang, Anthony T. Vella, Vijay A. Rathinam, Jianbin Ruan, Penghua Wang

Letzte Aktualisierung: 2024-11-03 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.621131

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.621131.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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