人类免疫系统最古老分支的结构揭示了一系列疾病

人类免疫系统最古老分支的分子是如何相互联系的仍然是一个谜。现在，两种新的结构都涉及一种酶的核心成分，这种酶对免疫反应的补体系统很重要，揭示了这个系统是如何在抵抗入侵微生物的同时避免身体自身攻击的问题。

该结构可以为这种补蛋白介导的疾病进行更有效的治疗方法，作为年龄相关的黄斑变性，类风湿性关节炎，或系统性红斑狼疮，并提供了发病机制的其他免疫和炎性疾病。

补体系统，一个进化上古老的手臂免疫系统，包括蛋白质网络，即“补充”抗体在破坏外来侵略者中的作品。它们在大多数物种中作为一种快速防御机制，从原始海绵到人类。当通过微生物触发补蛋白的作用时，蛋白质最终形成一种称为C3转化酶的复杂酶，引发级联免疫和炎症反应。为了避免自我攻击，调节蛋白如因子H与C3b​​结合C3的C3的中心组分，以帮助免疫系统识别身体自己的组织并保持补充。

宾夕法尼亚大学医学院(University of Pennsylvania School of Medicine)的研究人员与荷兰乌得勒支大学(Utrecht University)的同事合作，确定了C3转换酶和与h因子复杂的C3b片段的结构自然免疫学。

“对于这些结构的补体系统的研究已经等了30多年了，”资深作者John Lambris博士说，他是宾夕法尼亚大学研究医学的Ralph和Sallie Weaver教授。

在C3转换酶结构的例子中，研究人员能够通过一种来自金黄色葡萄球菌的抑制剂(称为SCIN)稳定转换酶复合物来制造晶体。SCIN将C3转化酶冻结在非活性状态，阻止补体蛋白进一步发挥作用，从而保护细菌不攻击免疫细胞。

作为C3转化酶的中心分组分，C3B形成酶络合物，该酶复合物切割其母体分子C3，这导致细菌表面上的更多C3b的产生和沉积。C3转化酶的结构提供了关于这些激活和扩增过程背后的分子机制的重要细节。当Scin与C3转化酶结合时，酶不能再产生C3B并扩增补体响应，这可能使免疫系统效果较低的葡萄球菌感染。

“我们计划寻找模仿Scin和C3转化酶的相互作用的潜在药物，并在不引发不利的免疫应答的情况下抑制补体，”兰布拉里斯说。因此，在Scin抑制剂和C3转化酶之间检查晶体的关键相互作用点。

第二种研究，描述了C3B和因子H之间形成的结构，该补体系统的关键调节器是重要的，因为其疑似参与许多免疫相关疾病。“这是一个惊讶的是，认为因子H片段在整个C3B复合物上蔓延，”喇嘛布斯笔记。

因子H结合抑制C3转化酶活性并防止补体响应攻击宿主自己的细胞。“这为我们提供了一种用于为几种免疫介导的疾病设计新疗法的结构模型，”兰布里斯说。

因子h的突变与年龄相关的黄斑变性有关，美国老年人失明的主要原因;非典型溶血性尿毒综合征，一种罕见但严重的肾脏疾病，导致急性肾功能衰竭和高血压;和膜升压肾小球肾炎II型，另一种罕见，肾病疾病也称为密集的沉积疾病。

Lambris解释说:“我们观察到，H因子的突变会削弱其与C3b的结合活性，从而可能导致疾病状态中调节活性的丧失。”将疾病相关突变与功能后果相关联，可能有助于深入了解这些和其他具有免疫或炎症成分的疾病的发病机制。

目前的工作主要集中在设计药物以对抗Scin的影响或使用它作为补体系统靶向治疗的模板，这些治疗方法靶向介导的疾病：了解各种因素H突变对疾病的影响，以及开发更新的更新和更多补体规例的动态模型。

资料来源：宾夕法尼亚州大学医学院（新闻：网络）

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