由抗原相关的分子模式(PAMPs)激发的天然免疫反应是机体抵抗微生物的第一道防线。PAMP的识别依赖于几种模式识别受体(PRRs),包括Toll样受体(TLRs)、NOD样受体(NLRs)和RIG-Ⅰ样受体(RLRs)。TLRs的活化通过对于一个常见的适配体蛋白MyD88的募集,引发一系列下游信号级联反应导致NF-KB的活化。而由双链或者单链RNA活化的RLRs(主要包括RIG-Ⅰ和MDA5)导致线粒体信号蛋白MAVS的募集。MAVS进一步激活下游的TBK1/IKKi和IKK复合物,分别激活IRF通路和NF-κB通路,产生和释放Ⅰ型干扰素。　　 由于失控的免疫反应会导致宿主机体的严重损伤,甚至丧命,NF-κB和Ⅰ型干扰素途径必须被严格控制以保证机体免疫系统的平衡。尽管我们知道IKK复合物可以感知上游各种刺激调控NF-κB的活化,而RLRs是Ⅰ型干扰素途径中的关键受体,但是对于它们的具体分子调控机制,我们还知之甚少。　　 NLRs是一大类细胞内的PRRs,它们都具有保守的核酸结合和寡聚结构域(NOD)和亮氨酸富集重复(LRR)区,在各种信号通路中起到关键的调控作用。几种NLRs,例如NOD1、NOD2和NLRP3已经被广泛研究,它们在识别PAMPs之后可以有效激活下游信号通路。最近的研究发现,NLRs家族的新成员NLRX1(NOD9)是一个线粒体蛋白,它可以通过结合MAVS抑制RIG-Ⅰ通路并产生活性氧自由基。这些对于天然免疫受体功能和机制的研究有助于我们针对炎症和病毒感染相关的疾病,发展更有效的免疫疗法。　　 基于NLRs家族在许多生物学过程中起到了炎症受体及调控分子的作用,我们假设某些NLRs家族成员可能在NF-κB和Ⅰ型干扰素途径中起重要调控作用。在这项工作中,我们成功克隆了人源和鼠源的NLRC5,并且系统研究了NLRC5在NF-κB和IRF3通路的活化过程中所起的调控作用:　　 1.我们首先确定了NLRC5定位在细胞质。RNA表达谱显示它在脾脏、肺和胸腺等组织和小鼠的巨噬细胞内高水平表达,暗示了NLRC5在免疫和抗病毒反应中可能存在的调控作用。　　 2.我们发现NLRC5可以显著抑制LPS和细胞因子(IL-1β,TNF-α)诱导的NF-κ3的活化,揭示了NLRC5是NF-κB通路有效的负调控蛋白。　　 3.NF-κB荧光素酶报告基因实验显示NLRC5可以分别抑制MyD88、TRAF6、IKKα和IKKβ诱导的NF-κB活化,但是无法抑制p65(即NF-κB)诱导的NF-κB活化,暗示NLRC5可能结合在IKK复合物上。　　 4.我们通过在过表达系统和内源表达系统中进行的免疫共沉淀寻找NLRC5的分子靶点。实验结果显示NLRC5可以和IKKα/β(特别是它们的激酶区)结合,但是不与其NEMO(IKKγ)亚基结合,而且NLRC5可以通过结合,特异性抑制IKKα/β的磷酸化,并且通过竞争性结合,抑制NEMO与IKKα/β的相互作用。　　 5.NLRC5的突变体分析显示NLRC5的功能区是其LRR区的中央部分,该区不仅可以和IKK结合,而且可以通过抑制IKK的磷酸化达到抑制NF-κB的活化的功能。　　 6.对于NLRC5的RNA干扰实验显示,降低内源性的NLRC5的表达可以增强IKKα/β和IκB的磷酸化,NF-κB与DNA的结合活性和转录活性,以及前炎症因子TNF-α和IL-6的分泌。　　 7.我们的研究发现NLRC5是NF-κB的下游调控基因,NF-κB对于NLRC5的正向调节作用和NLRC5对于NF-κB的负向调节作用形成了一个负反馈环,从而严格调节该信号通路的活化。　　 在确定了NLRC5为NF-κB的负调控分子后,我们继续研究NLRC5在抗病毒反应中的作用:　　 1.通过IFN-β荧光素酶报告基因实验,我们发现NLRC5可以显著抑制内源性PolyⅠ:C、RIG-Ⅰ和MDA5诱导的IFN-β活化;微弱抑制MAVS和TBK1诱导的IFN-β活化而对于IKKi诱导的IFN-β活化没有抑制作用。　　 2.进一步分析显示NLRC5可以通过特异性结合RIG-Ⅰ和MDA5,而不是MAVS,有效抑制IRF3的磷酸化以及下游IFN基因的表达。对于MAVS和TBK1诱导的IFN-β活化的部分抑制可能来源于其对于NF-κB途径的抑制作用,因为IFN-β的活化需要多重转录因子的调控。　　 3.NLRC5的RNA干扰实验显示NLRC5的Knockdown可以显著促强IFN-β的表达和分泌,以及细胞的抗病毒免疫反应。　　 我们的实验首次发现并阐明NLRs家族成员NLRC5通过与IKK复合物和RLRs的特异性结合,选择性负向调控NF-κB和IFN-β途径的分子机制;并且详细论述了其在炎症反应和抗病毒反应中所起的作用。该项研究首次揭示了天然免疫受体的三个蛋白家族TLRs、NLRs和RLRs成员之间存在的复杂的相互调控关系。作为NF-κB和Ⅰ型干扰素途径的关键抑制分子,NLRC5可能成为未来利用免疫疗法治疗病毒感染和炎症相关疾病(包括癌症)的有效的分子靶点。