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NLRP1受体分子是NOD样家族成员中最为重要的成员之一,它可以与接头蛋白ASC和半胱氨酸蛋白酶前体Pro-caspase-1组成NLRP1炎症小体,可以诱导炎性细胞因子IL-1β和IL-18切割成熟和分泌,对外源病原相关分子模式和内源危险相关分子模式进行识别与清除,从而达到维持生命体稳态的目的。NLRP1受体分子中的PYD和CARD结构域都属于死亡结构域超级家族成员。死亡结构域超级家族成员具有Type Ⅰ、Type Ⅱ和Type Ⅲ三种保守的非对称的同型相互作用,这三种同型相互作用在信号转导通路中具有重要作用。不仅如此,目前的研究还发现,多种自身免疫性疾病与过度活化的NLRP1炎症小体有关,如多发性自体掌跖癌和家族性慢性苔藓性角化病等。基于以上研究背景,我们需要对NLRP1炎症小体的信号转导放大机制和调控机制进行更加深入细致地研究,为将来治疗由NLRP1过度活化引发的疾病提供理论依据。本学位论文的研究旨在探究NLRP1炎症小体的信号转导放大机制和调控机制,具体的工作内容可以分为以下的两个部分:Ⅰ.同源的CARD-CARD相互作用对NLRP1炎症小体的激活调控至关重要首先,我们利用细胞内的酵母双杂交和哺乳动物细胞双杂交技术,结合体外纯化的NLRP1CARD和ASCCARD蛋白的凝胶色谱分析,结果显示NLRP1CARD和ASCCARD具有直接的相互作用。进一步运用晶体结构学的方法,解析了 ASCCARD的晶体结构,并通过定点突变的方式,筛选到了 NLRP1CARD和ASCCARD相互作用的关键位点,进一步证明NLRP1CARD和ASCCARD是通过死亡结构域超家族三种非对称保守的相互作用模式（Type Ⅰ,Type Ⅱ和Type Ⅲ）进行相互作用,此外,通过在细胞内构建NLRP1炎症小体激活模型发现,NLRP1CARD和ASCCARD的Type Ⅰ,Type Ⅱ和Type Ⅲ相互作用模式对NLRP1炎症小体信号转导和激活至关重要。综上,本研究发现NLRP1CARD和ASCCARD具有直接的相互作用,进一步发现两者通过死亡结构域超家族三种非对称保守的相互作用模式进行相互作用,命名这种相互作用方式为“马赛克”相互作用理论模型,且这种相互作用方式对NLRP1炎症小体信号激活和转导至关重要。Ⅱ.CARD8通过与NLRP1互作负调NLRP1炎症小体的活化水平我们的研究发现CARD8的T48亚型与NLRP1具有相互作用,接下来,我们进一步运用在细胞内构建的NLRP1炎症小体活化模型进行功能研究,结果表明之前被认为经典序列的CARD8-T48亚型无法抑制NLRP1炎症小体的活化程度,但CARD8-T60亚型对NLRP1炎症小体具有负调控作用。细胞内和体外Pull Down实验也发现CARD8-T60和NLRP1具有直接的相互作用。实验结果表明,CARD8通过ZU5亚结构域与NLRP1相互作用,而NLRP1则通过NACHT、LRR、FIIND结构域与CARD8相互作用。在研究CARD8对NLRP1炎症小体影响的过程中,实验结果展示CARD8炎症小体的组装不需要ASC的参与就可以导致下游分子IL-1β和IL-18成熟和分泌,而NLRP1炎症小体的组装必须依赖接头蛋白ASC的参与,随后我们利用嵌合体的方式进一步发现ASC的依赖性主要由CARD结构域介导,而并非UPA亚结构域。此外,我们运用结构生物学和位点突变筛选的方式,筛选到NLRP1CARD的重要氨基酸位点,从而验证其是通过多个相互作用结合面而非单一结合面与下游分子进行相互作用的机制。最后我们发现诱发NLRP1炎症小体过度活化的疾病突变位点能够明显地诱发NLRP1分子的聚集,并减弱其与CARD8的相互作用,导致NLRP1炎症小体过度活化诱发自身免疫性疾病,这进一步解释NLRP1过度活化引发自身免疫疾病的发病机制。综上,我们发现了 CARD8通过与NLRP1分子的相互作用负调NLRP1炎症小体的活化水平,以及NLRP1特异性地通过ASC传递信号的分子结构基础。