Regulation of Proinflammatory Cytokine Responses by a Caspase-8-N4BP1 Axis

Caspase-8-N4BP1 轴对促炎细胞因子反应的调节

基本信息

  • 批准号:
    10704065
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-09-13 至 2027-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary/Abstract Rare monogenic immune disorders have illuminated key aspects of inflammation, but many of the underlying mechanisms remain poorly understood. For example, autoimmune lymphoproliferative syndrome (ALPS), a disorder in which T cells fail to undergo apoptosis, is most often caused by genetic defects in the death receptor FAS or its ligand FASL. However, mutations in caspase-8 or its adaptor FADD – which mediate cell death downstream of FAS – cause a combination of ALPS plus severe immunodeficiency. Since immunodeficiency is not generally observed in patients with FAS or FASL mutations, I hypothesized that FADD-caspase-8 must have an apoptosis-independent function downstream of an immune receptor other than FAS. Indeed, I recently discovered that activation of multiple immune receptors elicits the caspase-8-mediated cleavage of Nedd4- binding protein 1 (N4BP1), a novel cytokine suppressor. This represents a critical point of regulation during inflammation. Notably, deletion of N4BP1 does not ordinarily affect the TRIF-dependent subset of toll-like receptors (TLRs) that activate caspase-8 (e.g., TLR3 and TLR4). However, the impaired cytokine production of caspase-8-deficient macrophages stimulated with a TLR4 agonist is restored to normal by co-deletion of N4BP1. In contrast, N4BP1 deletion leads to exorbitant cytokine responses by the TRIF-independent TLRs (e.g., TLR1/2, TLR7 and TLR9) that do not directly activate caspase-8. Thus, N4BP1 cleavage by caspase-8 inactivates the anti-inflammatory activity of intact, un-cleaved N4BP1. These findings offer a novel mechanistic explanation for immunodeficiency caused by FADD-caspase-8 mutations, whereby the inability to cleave N4BP1 results in its aberrant persistence and constriction of cytokine responses. Like TLR3 and TLR4 agonists, tumor necrosis factor (TNF) also leads to caspase-8 cleavage of N4BP1, endowing TNF with the ability to inactivate N4BP1 and thereby license cytokine production by the TRIF-independent TLRs. This latter finding highlights a key point of molecular crosstalk between the TNF and TLR systems that converges on caspase-8 cleavage of N4BP1. In the current proposal, I have linked the mechanism by which N4BP1 suppresses cytokine production to a series of proteins with both previously recognized and heretofore unknown roles in inflammation. In Aim 1, I will attempt to decipher the mechanism by which N4BP1 controls the activity of this novel kinase-dependent pathway that suppresses inflammation. In Aim 2, I will dissect how N4BP1 suppresses late phase inflammatory gene expression using genome-scale technologies. In Aim 3, I will explore the mechanisms and in vivo consequences of signal integration by the TNF-caspase-8-N4BP1 axis. Together, these aims will provide novel mechanistic insights explaining a key regulatory circuit underlying inflammation. They also will serve to launch my independent research career.
项目概要/摘要 罕见的单基因免疫疾病阐明了炎症的关键方面,但许多潜在的原因 例如,自身免疫性淋巴增殖综合征(ALPS)的机制仍知之甚少。 T 细胞无法凋亡的疾病通常是由死亡受体的遗传缺陷引起的 FAS 或其配体 FASL 然而,caspase-8 或其接头 FADD 的突变会介导细胞死亡。 FAS 下游 – 导致 ALPS 和严重免疫缺陷的结合,因为免疫缺陷是 在具有 FAS 或 FASL 突变的患者中通常没有观察到,我认为 FADD-caspase-8 必须具有 事实上,我最近发现了 FAS 以外的免疫受体下游的细胞凋亡独立功能。 发现多种免疫受体的激活会引发 caspase-8 介导的 Nedd4- 裂解 结合蛋白 1 (N4BP1),一种新型细胞因子抑制因子,这代表了过程中的关键点。 值得注意的是,N4BP1 的缺失通常不会影响 TRIF 依赖性的 Toll 样子集。 激活 caspase-8 的受体 (TLR)(例如 TLR3 和 TLR4),但细胞因子的产生受损。 用 TLR4 激动剂刺激的 caspase-8 缺陷型巨噬细胞通过 N4BP1 的共同删除而恢复正常。 相反,N4BP1 缺失会导致不依赖 TRIF 的 TLR(例如 TLR1/2、 TLR7 和 TLR9) 不直接激活 caspase-8,因此,caspase-8 裂解 N4BP1 会使 caspase-8 失活。 完整的、未裂解的 N4BP1 的抗炎活性为这一现象提供了新的机制解释。 FADD-caspase-8 突变引起的免疫缺陷,因此无法切割 N4BP1 导致其 细胞因子反应的异常持续和收缩,如 TLR3 和 TLR4 激动剂、肿瘤坏死因子。 (TNF) 还会导致 N4BP1 的 caspase-8 裂解,赋予 TNF 灭活 N4BP1 的能力, 后一发现强调了 TRIF 独立 TLR 产生细胞因子的许可。 TNF 和 TLR 系统之间的分子串扰集中在 N4BP1 的 caspase-8 裂解上。 目前的提案中,我将 N4BP1 抑制细胞因子产生的机制与一系列 在目标 1 中,我将尝试研究在炎症中具有先前已知和未知作用的蛋白质。 破译 N4BP1 控制这种新型激酶依赖性途径活性的机制 在目标 2 中,我将剖析 N4BP1 如何抑制晚期炎症基因。 在目标 3 中,我将探讨其机制和体内后果。 通过 TNF-caspase-8-N4BP1 轴进行信号整合,这些目标将提供新的机制。 解释炎症背后的关键调节回路的见解它们也将有助于启动我的研究。 独立的研究生涯。

项目成果

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