一种罕见的RIPK3变异增强坏死性凋亡并促进Still病样自身炎症综合征中的炎症

A Rare RIPK3 Variant Enhances Necroptosis and Promotes Inflammation in a Still Disease-Like Autoinflammatory Syndrome

作者信息Longfang Chen, Qihua Dai, Yu Xiao, Jialin Dai, Mengyan Wang, Yuning Ma, Yujie Shen, Zhimo Xu, Jianfen Meng, Xia Chen, Da Yi, Yue Sun, Hui Shi, Honglei Liu, Xiaobing Cheng, Yutong Su, Junna Ye, Huihui Chi, Zhuochao Zhou, Tingting Liu, Jialin Teng, Chengde Yang, Jinchao Jia, Qiongyi Hu
PMID41854276
发布时间2026-03-19
DOI10.1002/art.70146

实验完整度

高

包含WES家系遗传学、HeLa细胞与患者PBMC体外模型、ADP-Glo激酶活性、转录组测序及功能验证。

主要模型

HeLa细胞(转染WT、K50A、Q134K等RIPK3质粒) 患者外周血单个核细胞(PBMCs) 三名患病个体及其家系成员的外周血样本 患者血浆/血清样本

重点核对

HeLa细胞转染WT、K50A或Q134K RIPK3质粒后,以TNF-α、SM-164、Z-VAD-FMK(TSZ)共处理诱导坏死性凋亡 RIPK3抑制剂GSK872处理及其对p-RIPK3、p-MLKL、LDH释放和细胞因子分泌的抑制效果 ADP-Glo激酶实验检测WT与Q134K RIPK3在MLKL底物存在下的激酶活性 患者P3 PBMCs经TSZ刺激后p-RIPK3和p-MLKL水平,及GSK872的抑制效果 RNA测序差异表达基因阈值:|log2 fold change| > 1,P < 0.05

摘要

目的:Still病是一种典型的系统性自身炎症性疾病,以反复发作的系统性炎症和先天免疫失调为特征。尽管已有广泛的临床特征描述,但家族聚集性Still病尚未见报道。本研究调查了一种导致独特的Still病样自身炎症综合征的新变异。方法:对一个三代家系中的三名患病个体进行了全外显子组测序。进行功能分析以评估受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)p.Q134K变异对激酶活性、坏死性凋亡和炎症信号的影响。使用外周血单个核细胞(PBMC)的转录组学分析和体外细胞因子测定来表征炎症反应。结果:在所有患病个体中鉴定出一个杂合RIPK3 p.Q134K变异。功能分析表明,该变异表现出功能获得性活性,其特征在于RIPK3激酶活性增强和RIPK3自缔合增加,进而促进混合谱系激酶结构域样蛋白磷酸化和坏死性凋亡。对一名患者PBMC的RNA测序显示NF-κB和MAPK信号通路显著上调,以及白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α表达升高,这些可被RIPK3的药理学抑制有效抑制。结论:本研究描述了一种由功能获得性RIPK3变异引起的家族性Still病样自身炎症综合征。我们的发现确立了异常的RIPK3激活是自身炎症的驱动因素,并扩展了人类RIPK3相关疾病的范围。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
一个家族性Still病样自身炎症综合征是否由RIPK3基因的罕见变异引起,以及该变异如何驱动自身炎症。
核心机制
RIPK3 p.Q134K功能获得性变异增强RIPK3自缔合和激酶活性,促进MLKL磷酸化和坏死性凋亡,进而激活MAPK和NF-κB信号通路,促进IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎细胞因子产生,形成细胞死亡与炎症的正反馈环路。
主要证据
在三代家系三名患病个体中通过WES和Sanger测序鉴定出杂合RIPK3 p.Q134K变异;HeLa细胞转染实验显示Q134K增加p-RIPK3、p-MLKL、RIPK3同源二聚化、LDH释放、Annexin V+/PI+细胞及IL-6、TNF-α分泌,均可被GSK872抑制;患者PBMCs对TSZ诱导的坏死性凋亡更敏感;患者PBMC RNA测序显示NF-κB和MAPK通路富集。
研究意义
本研究将RIPK3变异与Still病样自身炎症表型相关联,扩展了人类RIPK3相关疾病谱,提示靶向RIPK3及其下游MAPK和NF-κB通路联合细胞因子阻断可能成为RIPK3相关自身炎症疾病的合理治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

家系遗传学分析与变异鉴定

鉴定导致Still病样自身炎症综合征的潜在致病基因变异。

对三名患病个体及家系成员进行全外显子组测序,过滤变异后鉴定出RIPK3 c.400C>A(p.Gln134Lys)杂合变异,并通过Sanger测序验证其在家系中的分离。

2

RIPK3 Q134K变异对激酶活性和坏死性凋亡的体外功能验证

验证Q134K变异是否影响RIPK3激酶活性及坏死性凋亡敏感性。

将WT、K50A或Q134K RIPK3质粒转染至HeLa细胞,以TSZ刺激诱导坏死性凋亡,检测p-RIPK3、p-MLKL、RIPK3寡聚化、RIPK1-RIPK3相互作用、细胞死亡和细胞因子分泌。

3

患者PBMCs的坏死性凋亡和炎症反应验证

验证患者来源免疫细胞是否存在增强的RIPK3活性、坏死性凋亡和细胞因子分泌。

分离患者P3和健康对照的PBMCs,以TSZ刺激±GSK872处理,检测p-RIPK3、p-MLKL、Annexin V/PI染色、LDH释放和细胞因子水平。

4

患者PBMCs转录组分析及NF-κB/MAPK通路验证

探究Q134K变异促进炎症的分子机制。

对患者P3和4名健康对照的PBMCs进行RNA测序,进行KEGG和GSEA分析;在HeLa细胞中通过荧光素酶报告基因和免疫印迹验证NF-κB和MAPK通路激活。

5

MAPK抑制剂及糖皮质激素对炎症因子的抑制验证

评估MAPK通路抑制和糖皮质激素对Q134K诱导的炎症因子分泌的影响。

在转染Q134K RIPK3的HeLa细胞中,使用p38、ERK或JNK抑制剂,或泼尼松龙、地塞米松处理,检测IL-6和TNF-α分泌。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
NovaSeq 6000测序平台Illumina--
ABI 3730 DNA分析仪----
BGISEQ G400测序平台BGI-Shenzhen--
Polymorphprep分离液Serumwerk Bernburg AG1895
Dulbecco改良Eagle培养基Servicebio--
胎牛血清LonseraS711
青霉素-链霉素ServicebioG4003
肿瘤坏死因子-αPeproTech30001A
SM164SelleckS7089
Z-VAD-FMKSelleckS7023
GSK872SelleckS8465
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000
RIPA裂解液BeyotimeP0013
磷酸酶抑制剂混合物Roche4906845001
蛋白酶抑制剂混合物Roche4693116001
核质蛋白提取试剂盒Keygen BiotechKGB5302
BCA蛋白浓度测定试剂盒EpizymeZJ101
抗GAPDH抗体ServicebioGB11002
抗Flag抗体BeyotimeAB3058
抗MLKL抗体Cell Signaling Technology14993
抗磷酸化MLKL抗体Cell Signaling Technology91689
抗RIPK3抗体Cell Signaling Technology13526
抗磷酸化RIPK3抗体Cell Signaling Technology93654
抗磷酸化p38抗体Cell Signaling Technology4511
抗p38抗体Cell Signaling Technology8690
抗磷酸化ERK抗体Cell Signaling Technology4370
抗ERK抗体Cell Signaling Technology4695
抗磷酸化JNK抗体Cell Signaling Technology4668
抗JNK抗体Cell Signaling Technology9258
抗NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology8242
抗磷酸化NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology3033
抗RIPK1抗体Cell Signaling Technology14993
LDH细胞毒性检测试剂盒BeyotimeC0016
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Keygen BiotechKGA1102
FACS Calibur流式细胞仪BD Biosciences--
cytometric bead arrayBD Biosciences--
TNF-α酶联免疫吸附试剂盒R&D systemsDY210
IL-1β酶联免疫吸附试剂盒R&D systemsDY201
IL-6酶联免疫吸附试剂盒R&D systemsDY206
ADP-Glo激酶实验PromegaV6930
重组人野生型RIPK3蛋白MCEHY-P71855
Q134K RIPK3蛋白MCEHYP7S2531
MLKL蛋白MCEHY-P702574
洋地黄皂苷InvitrogenBN20061
非变性上样缓冲液InvitrogenBN20041
预制胶BeyotimeP0546S
抗Flag磁珠Beyotime--
NF-κB荧光素酶报告质粒BeyotimeD2207
AP-1荧光素酶报告质粒BeyotimeD2109
海肾荧光素酶内参质粒BeyotimeD2760
Dual-Lumi萤火虫荧光素酶报告细胞裂解液BeyotimeRG126S
Dual-Lumi荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG088S
红细胞裂解液ServicebioG2015

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
全外显子组测序与变异鉴定
家系结构(三代三名患病个体)、WES平台(NovaSeq 6000)、参考基因组(GRCh38)、变异过滤策略、Sanger测序验证家系分离
阅读提示:Patients and Methods中WES和Sanger sequencing小节;Figure 1A、1B;Supplementary Table S1;Supplementary Figure S1A
HeLa细胞坏死性凋亡诱导
HeLa细胞来源(ATCC)、转染质粒(WT、K50A、Q134K RIPK3)、TSZ组成(TNF-α、SM164、Z-VAD-FMK浓度:文中未明确说明)、刺激时间、GSK872处理浓度:文中未明确说明
阅读提示:Patients and Methods中Cell culture and stimulation、Plasmid construction and transfection、Cell death assay小节;Figure 2图注
PBMCs坏死性凋亡检测
患者P3及健康对照PBMCs分离方法(Polymorphprep)、TSZ刺激时间(2小时或6小时)、GSK872处理条件:文中未明确说明、样本量(患者n=1,健康对照n=6)
阅读提示:Patients and Methods中RNA sequencing、Cell culture and stimulation小节;Figure 3图注;Supplementary Figure S4
RNA测序与通路分析
患者P3与4名健康对照PBMCs、BGISEQ G400平台、差异表达阈值(|log2 fold change| > 1, P < 0.05)、KEGG和GSEA分析参数
阅读提示:Patients and Methods中RNA sequencing小节;Figure 4A-4C图注
荧光素酶报告基因与免疫印迹验证NF-κB/MAPK通路
HeLa细胞共转染pNFκB-TA-luc、pAP1-TA-luc和pRL-TK、TSZ刺激时间、GSK872处理时间(0.5小时)、抗体稀释比例(1:1,000)
阅读提示:Patients and Methods中Dual-luciferase reporter assay、Western blotting小节;Figure 4D-4G图注
细胞因子分泌检测
HeLa细胞或PBMCs上清收集时间(4小时)、ELISA试剂盒(DY210、DY201、DY206)、 cytometric bead array检测的细胞因子种类
阅读提示:Patients and Methods中Cytokine detection小节;Figure 2J、Figure 3F、Figure 4H和4I图注