细胞核Dbf-2相关蛋白NDR1 在IL-17诱导的炎症反应中的调控作用及分子机制

The appropriate IL-17 signaling activation is benefit for the microbial removing and tissue repair, however persistent and overactive IL-17 signaling will result in development of many human chronic diseases, including autoimmune diseases, metabolic disorders. Thus, the signaling of IL-17 should be under tight control to avoid persistent harmful inflammation. NDR1 is a Ser/Thr kinase which belongs to the NDR family and regulates the apoptosis、cell cycle process、chromosome alignment. However, the roles of NDR1 in IL-17-induced-inflammation have not been reported. We found that silencing or knocking out of NDR1 expression inhibited the IL-17-induced cytokines expression in vitro. IL-17-induced peritoneal inflammation was impaired in NDR1-deficient mice. Furthermore, we found silencing of NDR1 expression inhibited the IL-17 induced the MAPK and NF-κB activation. Further characterization of the function and the mechanism of NDR1 in IL-17-induced inflammatory response is essential for understanding of IL-17 signaling and benefit for developing new targets in certain types of infection and autoimmune diseases.

适度的IL-17信号通路的活化有利于抵抗病原体及组织修复，而持续过度活化的IL-17信号通路则会引起慢性炎症性疾病包括自身免疫病、代谢紊乱等。因此，IL-17信号通路必须受到严格调控。NDR1是一个丝苏氨酸蛋白激酶，属于细胞核Dbf-2相关蛋白家族，参与调控细胞凋亡、细胞周期、中性粒复制等过程，而其在IL-17诱导的炎症反应中的作用尚未有报道。我们发现干扰或敲除NDR1表达明显抑制了IL-17诱导的炎症因子的产生。而NDR1敲除小鼠对IL-17诱导的腹腔炎症反应明显下降，提示NDR1正向调控IL-17诱导的炎症反应。进一步研究发现NDR1 促进了IL-17诱导的MAPK及NF-κB的的活化。我们拟在此基础上深入研究NDR1在IL-17诱导的炎症中的作用及具体分子机制。本项目地完成可进一步丰富NDR1分子的生理病理功能， 并为感染性疾病及自身免疫性疾病的诊断和治疗提供新的靶点。

细胞因子IL-17，不仅在抵御病源微生物感染中发挥重要作用，而且在自身免疫性疾病过程中也发挥着关键作用。然而，到目前为止，IL-17信号通路调控的具体机制研究的并不清楚。在本课题中，我们发现在宫颈内皮癌细胞Hela细胞中干扰NDR1可以抑制IL-17诱导的细胞因子和趋化因子的产生，而过表达NDR1和它的激酶活性突变体促进了IL-17诱导的炎症相关因子的产生；在小鼠纤维细胞（MEF）细胞中，NDR1的缺失也抑制了IL-17诱导的炎症相关因子的产生。Ndr1-/-小鼠对IL-17诱导的腹膜炎的敏感性显著降低。在TNBS诱导的肠炎中, Ndr1-/-小鼠表现出较轻的临床症状以及病理变化。在MOG多肽诱导的多发性硬化中，非造血系统缺失NDR1的小鼠能够更好的控制疾病的发生以及表现出较轻的病理变化。我们还发现NDR1高表达于溃疡性结肠炎患者的结肠组织中。进一步的研究发现在Hela 细胞中干扰NDR1抑制了IL-17诱导的ERK1/2，p38和核转录因子κB的活化，而在NDR1缺失的MEF细胞中IL-17诱导的ERK1/2，p38和核转录因子κB的活化也显著弱于野生型MEF细胞。免疫共沉淀实验发现NDR1通过与肿瘤坏死因子受体相关分子3 (TRAF3) 结合，从而抑制了TRAF3与IL-17R的结合，进一步促进了活化复合物IL-17R-Act1-TRAF6形成，发挥正向调控IL-17信号通路的作用。在TRAF3缺失的MEF细胞中，干扰NDR1不能抑制IL-17信号途径，进一步确定了NDR1正向调控IL-17信号通路是通过靶向TRAF3。体外细胞实验和动物体内实验结果表明蛋白激酶NDR1促进IL-17诱导的炎症反应，并且NDR1在溃疡性结肠炎患者结肠组织中高表达，故NDR1可能作为治疗IL-17信号通路参与的炎症反应和自身免疫性疾病的新靶点。