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IL-33 工作原理:从全长蛋白到警报素释放的 4 步分子剧本

2025-09-23

1. 全长 IL-33 定位:染色质锚定决定“何时”松绑

IL-33 缺乏经典分泌信号肽,N 端 1–75 aa 含染色质结合域,特异性识别 H2A-H2B 酸性口袋。细胞完整时,IL-33 与异染色质富集区结合,核内浓度 50–100 ng/mg protein。机械应力或膜穿孔使染色质解凝,IL-33 解离半衰期 90 s,为胞外释放打开第一道门。

2. 剪切不是必须:全长分子即可激活 ST2

caspase-1 与 caspase-3 在 D178 位点切割产生 18 kDa “成熟”片段,活性提升 10 倍。全长 30 kDa IL-33 同样能结合 ST2,EC50 约 30 ng/mL,只是达到相同磷酸化峰值需 2 倍浓度。无剪切场景下,细胞坏死释放的全长 IL-33 足以触发 II 型免疫警报。

3. ST2-IL-1RAcP 二聚:瞬间跨膜钳制

IL-33 结合 ST2 后,诱导 IL-1RAcP 招募,形成 1:1:1 三元复合物,Toll/IL-1R 胞内段相距 4.2 nm,为 MyD88 提供锚定平台。突变 ST2 的 F232A 让 KD 从 0.6 nM 升到 12 nM,信号完全消失,常被用作阴性对照。

4. MyD88-IRAK4 点燃:3 min 内 NF-κB 入核

三元复合物招募 MyD88-IRAK4-IRAK1 梯级,IRAK1 T209 磷酸化出现在刺激后 90 s,IKKβ 激活 3 min,p65 核转位 5 min 达峰。使用 1 μM IRAK1/4 抑制剂,IL-33 诱导的 TSLP mRNA 被砍掉 85%,验证通路依赖性。

5. 下游双通道:NF-κB 管炎症,MAPK 管放大

NF-κB 支路驱动 IL-6、TNF-α 转录;同时 p38-MAPK 稳定 IL-33 诱导的 COX-2 mRNA,抑制子 SB203580 0.5 μM 可把 PGE2 释放压回基线。两条通路并行,单阻断任一支路仅抑制 50% 表型,联合阻断才出现平台。

6. 核外反馈:sST2 诱饵受体 15 min 上线

IL-33 刺激 15 min 后,sST2 分泌 detectable,1 h 达 200 pg/mL,形成负反馈。血清 sST2 >10 ng/mL 时,IL-33 EC50 右移 5 倍,解释哮喘急性期外周血对重组 IL-33 反应迟钝的现象。

7. 警报素终止:氧化还原断键 2 h 清零

胞外 IL-33 含两个保守 Cys,遇到氧化环境形成错配二硫键,ST2 亲和力下降 90%。加入 1 mM DTT 可恢复活性,证明氧化是天然“关闭”信号。体外实验若需延长作用时间,在培养箱外加 100 μM Trolox,2 h 后仍保留 70% 活性,方便长时程观察。