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近日，发表在《Nature》杂志上的一项研究题为“Inhibiting membrane rupture with NINJ1 antibodies limits tissue injury”，深入探讨了NINJ1在细胞死亡中的作用机制。研究团队利用基因敲除技术发现，缺乏NINJ1的小鼠在受到细胞损伤时，细胞凋亡和坏死反应显著减弱。通过制备一种抗NINJ1单克隆抗体被命名为克隆D1，实验数据表明能特异性靶向NINJ1，阻止其寡聚化，从而预防细胞膜破裂（PMR）。本研究表明，NINJ1在介导细胞死亡信号传导中具有重要作用。这一发现为减少组织损伤提供了新思路，特别是在肝细胞死亡引发的疾病中。
Fig. 1 Identification of NINJ1-blocking antibody clone D1
NINJ1的结构以及作用机制
NINJ1（Ninjurin1，全称Nerve Injury-Induced Protein 1）是一种在神经损伤后诱导表达的细胞表面蛋白，最初在神经系统中发现。它是一种细胞间粘附分子，参与多种生物学过程，尤其是在细胞损伤和修复、炎症反应以及细胞死亡（包括凋亡和坏死）中起着重要作用。NINJ1是一种16kDa的细胞表面蛋白，预测具有两个跨膜区，并且N和C端均位于细胞外。这种结构使得NINJ1能够在细胞表面发挥其功能，包括细胞间粘附和信号传导。它在其他组织和细胞类型中也具有类似的粘附功能，帮助修复受损组织。NINJ1在炎症反应中调控免疫细胞（如巨噬细胞和中性粒细胞）的募集和激活，增强对感染和损伤的防御能力，并促进免疫细胞向受损部位迁移，清除病原体和损伤组织。最新研究表明，NINJ1在细胞凋亡和坏死过程中也发挥关键作用，特别是在细胞暴露于病原体或毒素时，通过调节细胞膜破裂和内容物释放来防止过度的炎症反应和组织损伤。
Fig.2 Cryo-EM structure of NINJ1 filament
NINJ1在多种疾病中发挥重要作用。作为神经损伤诱导蛋白，NINJ1在神经再生和修复中起到关键作用，通过上调表达促进轴突生长和神经功能恢复。在炎症性疾病中，NINJ1的调控作用使其成为潜在的治疗靶点，通过抑制NINJ1可以减少免疫细胞的过度募集和激活，从而减轻炎症反应。在某些肿瘤中，NINJ1的表达可能影响肿瘤细胞的粘附和迁移，进而影响肿瘤的侵袭和转移能力。
文献解读
研究团队开发了一种抗NINJ1的单克隆抗体，该抗体特异性靶向小鼠的NINJ1，并通过阻止NINJ1的寡聚化来预防PMR。该抗体被命名为克隆D1。通过电子显微镜研究发现，这种抗体能够阻止NINJ1形成寡聚丝状结构。在体外研究中，克隆D1抗体显示出显著效果。使用Toll样受体2激动剂Pam3CSK4来激活小鼠骨髓衍生的巨噬细胞（BMDMs），然后用抗NINJ1抗体处理这些细胞，发现克隆D1能够有效减少由nigericin引发的PMR水平。此外，克隆D1抗体的抗原结合片段（Fab）同样能够阻止NINJ1的寡聚化，并防止膜损伤。在小鼠模型中，NINJ1抑制或Ninj1基因缺失能够显著减轻由TNF加D-半乳糖胺、伴刀豆球蛋白A、Jo2抗Fas激动抗体或缺血再灌注损伤引起的肝细胞PMR。与之相应的是，血清中的乳酸脱氢酶（LDH）、肝酶（谷丙转氨酶和谷草转氨酶）以及DAMPs（如IL-18和HMGB1）水平下降。在肝缺血再灌注损伤模型中，中性粒细胞的浸润也减少。这些数据表明，NINJ1在疾病过程中通过介导PMR和炎症反应起到关键作用。进一步的研究发现，克隆D1通过阻止NINJ1的寡聚化来发挥作用。在电子显微镜下，单独存在的NINJ1会形成多种寡聚结构（包括环状、丝状、簇状和弧状结构），而当与克隆D1 Fab共表达时，这些寡聚结构的形成被显著抑制。这表明克隆D1抗体能够通过阻止NINJ1寡聚化来预防PMR。克隆D1抗体通过特异性靶向NINJ1并阻止其寡聚化，有效地预防了细胞膜破裂和相关的炎症反应。这一发现为开发新的抗炎治疗方法提供了重要的理论基础和潜在的临床应用价值。未来的研究将致力于评估NINJ1阻断在慢性炎症中的效果，并改进抗体的药代动力学特性以提高其临床应用潜力。
Fig. 3| Clone D1 potently inhibits NINJ1-dependent PMR
本研究揭示了NINJ1在细胞死亡和炎症反应中的重要作用，开发的抗NINJ1单克隆抗体克隆D1通过阻止NINJ1的寡聚化，有效预防细胞膜破裂和炎症反应，为抗炎治疗提供了新思路。未来的研究将继续优化抗体的药代动力学特性，以提高其临床应用潜力，为炎症性疾病和神经损伤患者带来新的治疗希望。
