中国科大刘钟华研究员与合作者在Cell杂志发文点评细胞死亡领域新进展

2025年1月23日，我校微尺度物质科学国家研究中心刘钟华研究员、美国凯斯西储大学（CaseWestern Reserve University）Tsan Sam Xiao教授受邀在国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）上发表题为“Rings of death: How NINJ1 executes plasma membrane rupture”的专评论文（Preview），对凯斯西储大学Xinghong Dai（戴兴红）教授近期发表于Cell上的题为“How NINJ1 mediates plasma membrane rupture and why NINJ2 cannot”的研究工作进行了介绍，详细解读了细胞死亡后细胞质膜裂解是受严格调控的，由多聚化的NINJ1介导细胞膜的裂解和溶解的分子机制，提出该研究对与细胞裂解性死亡相关疾病的治疗提供了新的思路和靶点。

图1 ： NINJ1 蛋白如何裂解细胞质膜。 NINJ1 蛋白介导裂解性细胞死亡的细胞质膜的裂解和溶解， NINJ1 蛋白在静息态时是自我抑制的二聚体，将疏水性表面包埋于二聚体界面。细胞膜的胀大可能触发 NINJ1 蛋白二聚体的分离和构象变化，从而聚集组装成纤维和环状结构，进而裂解和溶解细胞质膜，但弯曲状的 NINJ 2纤维难以在质膜平面形成长纤维来裂解质膜。

在这篇专评论文中，刘钟华研究员等对NINJ1蛋白形成纤维状结构进而介导细胞膜裂解的分子机制进行了介绍。前期研究报道NINJ1蛋白静息态时会形成二聚体或三聚体，当细胞死亡后会进一步聚集成更大的多聚体，而与之序列相似度很高的旁系同源蛋白NINJ2却没有诱导细胞裂解的能力。 研究人员利用冷冻电镜成像技术解析了高分辨率的NINJ1和NINJ2蛋白的多聚体纤维结构。二者的单个亚基的结构高度相似，且纤维状结构组装方式类似，但所形成纤维的曲率不同，NINJ1纤维更直，而NINJ2纤维微弯曲。二者纤维曲率的不同与其胞质內叶和外叶结合的磷脂的相互作用密切相关，“外紧内松”使得NINJ1亚基组装呈直线排列，“外松内紧”则使得NINJ2亚基组装排列呈拱形，抑制了其在较平的质膜上形成长的纤维。与磷脂相互作用的不同从而导致二者细胞质膜裂解能力的巨大差异。

论文第一单位为中国科学技术大学，刘钟华研究员与Tsan SamXiao教授为该论文的共同通讯作者。相关工作获得了无膜细胞器与细胞动力学教育部重点实验室和合肥微尺度物质科学国家研究中心的支持。

论文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01473-9

（合肥微尺度物质科学国家研究中心、科研部）

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