本文主要介绍了一篇关于IRF1在辐射后造成的炎症损害和细胞死亡的研究，该研究发表在Nature旗下Cell Mol Immunol上。研究内容主要包括IRF1在辐射后的激活机制，及其对细胞死亡的影响，包括通过cGAS-STING信号通路激活的过程，以及IRF1在细胞死亡中的转录调控作用。
文章研究的是IRF1在辐射后的作用机制及其对细胞死亡的影响，这是基于辐射对人体细胞的损伤以及IRF1的重要性来进行研究的。
研究发现，辐射后IRF1在大鼠皮肤组织中被激活，主要是通过cGAS-STING信号通路。同时，PTM修饰也参与了IRF1的激活过程，特别是K124和S128位点的乙酰化。
研究进一步发现，IRF1的激活会影响细胞的死亡，具体地，它调控了细胞凋亡、坏死性凋亡、衰老、铁死亡等过程。
研究通过一系列实验验证了IRF1的作用机制及其对细胞死亡的影响，包括单细胞测序、质谱分析、IP确认等实验方法。
文章最后提出了一种靶向IRF1的小分子抑制剂，这种抑制剂可以有效减轻辐射诱导的炎症性皮肤损伤，为未来的治疗提供了新的思路。
看看人家博士生为啥就能轻轻松松发21.8分的Nature大子刊？说实话看得我还是挺羡慕的。今天讲的这篇文章，是四川大学华西第二医院的博士发表在Nature旗下21.8分的Cell Mol Immunol上的文章，他们研究的是IRF1在辐射后造成的炎症损害和细胞死亡。这篇文章的内容还是很丰富的，在机制研究中也算是做得比较复杂的一篇文章（也正是因为文章的复杂性，所以会在验证的过程中经历过多次的假设迭代，通过假设迭代推进了整个课题的进展，不清楚假设迭代的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼？》系列），我们就来看看他们做了些什么：
首先他们是进行了辐照刺激后，对于大鼠皮肤、胃、肺等器官进行测序分析。结果发现IRF1结合mRNA的基因表达在皮肤组织以及皮肤细胞系中（胃和肺中没有变化），在辐照后产生了明显的增多。并不是说IRF1在辐照后增多，而是IRF1的靶基因在辐照后产生了明显的表达差异，也就是说辐照后IRF1在皮肤中激活了。接着他们通过单细胞测序分析了具体IRF1激活的细胞群体（下图的tSNE图其实就是对于基因表达的多重PCA主成因分析的降维展示图，通过这个可以看出不同细胞亚群的分簇，不清楚的话，可以看看《夏老师带你读文献》和《列文虎克读文献》），结果发现IRF1的激活主要是在在滤泡表皮基底细胞中：
IRF1作为一个转录因子，激活主要是通过入核，而通过分析后发现，辐照可以促进IRF1的瞬时入核。也就是这样的瞬时入核，激活了IRF1的转录活性。而通过对于辐照后IRF1的质谱分析，他们发现在辐照后，IRF1受到了PTM（翻译后修饰）。PTM也就是翻译后，对于蛋白的修饰，类似甲基化、磷酸化、琥珀酰化、乙酰化、乳酰化等等。他们发现IRF1的K124和S128这两个位点的乙酰化，可能是造成IRF1如何的关键，于是他们对IRF1的K124和S128进行了突变，验证了这个猜想（这一步对于IRF1的K124和S128这两个位点的突变，将IRF1的PTM限制在了两个位点上，通过柯霍氏法则进行了验证，并且避免了肯定后件的逻辑谬误，不清楚柯霍氏法则的话，可以去看看《轻松的文献导读》，不清楚肯定后件的话，可以看看《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列）：
通过IP确认SSBP1可以和IRF1互作，而通过对SSBP1的表达操作，他们确定其可以作为IRF1抑制性的分子伴侣，也就是说SSBP1可以阻碍IRF1的核易位并加速其响应于辐射的降解。那么辐照是如何激活IRF1这个入核过程的呢？大家应该清楚辐照后，一般是会产生DNA的断裂，也就是会产生dsDNA（双链DNA）片段，而dsDNA产生后，直接会激活的通路，就是cGAS-STING信号通路（cGAS-STING信号通路就是被dsDNA激活，通过形成cGAMP导致进一步促进STING从内质网到高尔基体的磷酸化和易位，从而激活下游信号通路的过程，不清楚的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列）。通过辐照后，对cGAS-STING信号通路抑制剂以及促进剂的分析，他们确定cGAS-STING的激活，参与了IRF1的核异位。同时由于IRF1需要乙酰化的PTM修饰，他们又进一步发现p300也参与了IRF1入核的过程，也就是说辐照后通过产生dsDNA，激活了cGAS-STING信号通路，协同p300，促进了IRF1的入核激活转录：
那么IRF1激活后，对于细胞会产生什么样的影响呢？首先第一点就是影响细胞的死亡，那么具体引发细胞什么样的死亡呢？他们又进一步分析了IRF1过表达后，下游各类细胞死亡表型以及标志物的表达，结果发现，IRF1转录调控细胞凋亡、坏死性凋亡、衰老、铁死亡和Nod样受体信号通路、Toll样受体信号通路基因（凋亡、衰老、铁死亡、TLR、NLR信号通路，这些都与细胞的死亡有密切的关联性，不熟悉这些信号通路的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列复习下），并促进了细胞的死亡：
通过芯片分析，他们发现敲除了IRF1后，Caspase1的表达明显受到了抑制。通过对于激活Caspase1上游炎性小体中的AIM2的表达分析（这个是形成ASC-AIM2-Caspase1的炎性复合体，不熟悉的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列中细胞焦亡和坏死性凋亡信号通路，其实这个复合体还是比较常见的），他们发现，辐射诱导的核膜破裂促进了dsDNA泄漏，导致照射皮肤细胞中IRF1激活，并且促进了AIM2信号激活Caspase1，引发了皮肤细胞的炎性细胞死亡：
而高表达IRF1的成纤维细胞簇中，CSF信号、CCL信号IL1通路传导增强，也就是说，会激活趋化因子等细胞因子，激活巨噬细胞/单核细胞、树突状细胞和中性粒细胞，造成炎症免疫反应。敲除了IRF1后，细胞炎症损伤的组织修复也得到了增强。也就是说，结构细胞中IRF1的辐射诱导改变会促进与免疫细胞的相互作用，从而影响组织炎症反应，IRF1也会干扰辐射诱导的皮肤损伤和体内修复过程：
那么抑制IRF1则是促进组织修复，抑制炎症反应的一个关键（这就是他们假设迭代的一个过程，通过已知的信息，将原有的假设进一步迭代成新的假设，不清楚假设迭代的话，可以看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼？》系列）。于是他们筛选出了一种靶向IRF1的DBD（DNA结合域）的小分子抑制剂，这种抑制剂可以有效减轻辐射诱导的炎症性皮肤损伤：
最后就形成了这样一个示意图，辐照后产生的dsDNA通过cGAS-STING信号通路，通过STING激活了IRF1的磷酸化，促进了p300与IRF1的结合并导致了IRF1的K124和S128位点乙酰化，促进了IRF1的核异位。而这个核异位的过程，会被SSBP1结合IRF1后抑制。IRF1入核后，激活AIM2-ASC-Caspase1，引发炎性细胞死亡，同时通过增加细胞因子及趋化因子的表达，促进皮肤免疫细胞的浸润，增强的炎症反应。使用IRF1的小分子抑制剂，可以有效抑制辐照到来的细胞死亡以及炎症反应：
这篇文章叙述的内容其实非常复杂，在每一个步骤，其实都做了比较详尽的论证，验证过程其实还是做得不错的。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话可以看看原文，祝你们心明眼亮。
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