研究背景

甲型流感病毒（IAV）感染可引發(fā)嚴(yán)重肺炎甚至死亡，其中關(guān)鍵病理機(jī)制之一是PANoptosis（一種同時(shí)激活細(xì)胞焦亡、壞死性凋亡和凋亡的炎癥性細(xì)胞死亡方式）。該過程導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，釋放大量損傷相關(guān)分子和炎癥因子，誘發(fā)“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，加劇組織損傷。Ninjurin-1（Ninj1）是近年來被發(fā)現(xiàn)的參與細(xì)胞膜破裂過程的關(guān)鍵蛋白，但其在病毒性肺炎中的作用尚不明確。

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院-北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院中日友好醫(yī)院曹彬教授團(tuán)隊(duì)于2025年9月在《Signal Transduction and Targeted Therapy》發(fā)表重要研究成果，系統(tǒng)揭示了Ninj1在IAV感染中促進(jìn)細(xì)胞裂解和過度炎癥的作用機(jī)制，并提示其作為病毒性肺炎嚴(yán)重程度生物標(biāo)志物及潛在治療靶點(diǎn)的潛力，影響因子40.8分。研究中使用的Ninj1-KO (T034357)、Zbp1-KO (T029037)、Pycard-KO (T011758)和Il1b-KO (T003746)小鼠均來源于藥康生物。

研究成果

1、Ninj1在IAV感染后表達(dá)顯著上調(diào)

IAV感染小鼠肺部后，Ninj1表達(dá)顯著升高，高劑量病毒誘導(dǎo)的Ninj1上調(diào)更為明顯，提示其表達(dá)水平與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。Ninj1主要在髓系細(xì)胞（MYEs）中表達(dá)，而非肺泡上皮細(xì)胞（AECs）。IAV感染后，髓系細(xì)胞比例擴(kuò)大，尤其在巨噬細(xì)胞（MAs）和中性粒細(xì)胞中Ninj1表達(dá)增加，揭示了Ninj1在IAV感染疾病進(jìn)展及巨噬細(xì)胞PANoptosis過程中的潛在作用。

圖1. Ninj1在IAV感染后上調(diào)

2、Ninj1介導(dǎo)IAV感染中的細(xì)胞溶解，但不影響細(xì)胞死亡

為闡明Ninj1在IAV感染過程中對細(xì)胞死亡方式及炎癥反應(yīng)的影響，作者比較了野生型（WT）與Ninj1敲除（Ninj1-/-）小鼠骨髓來源的巨噬細(xì)胞（BMDMs）。形態(tài)上，Ninj1-/- BMDMs呈現(xiàn)持續(xù)的氣球樣形態(tài)，而WT BMDMs最終僅殘留細(xì)胞碎片。盡管兩組細(xì)胞均出現(xiàn)細(xì)胞膜滲漏，但Ninj1敲除或突變其寡聚化關(guān)鍵殘基（K45Q）顯著減弱了細(xì)胞膜修復(fù)能力，并減少了LDH和HMGB1等細(xì)胞內(nèi)容物的釋放。然而，Ninj1缺失并未阻止BMDMs的死亡。

圖2. Ninj1介導(dǎo)IAV誘導(dǎo)的細(xì)胞溶解而不影響細(xì)胞死亡

3、IAV誘導(dǎo)的PANoptosis由Zbp1啟動(dòng)，Ninj1激活依賴Zbp1

在IAV誘導(dǎo)的PANoptosis過程中，Ninj1的寡聚化及其介導(dǎo)的細(xì)胞溶解依賴于Zbp1。此外，Ninj1在細(xì)胞活性與炎癥反應(yīng)方面的作用與Zbp1存在差異。Zbp1或Ifnar1缺失可逆轉(zhuǎn)細(xì)胞膜修復(fù)障礙和細(xì)胞死亡，并使所有程序性細(xì)胞死亡通路被抑制，同時(shí)Ninj1寡聚化減弱。Zbp1-/-與Ninj1-/- BMDMs釋放的LDH量相當(dāng)，但Ninj1-/-細(xì)胞仍會(huì)發(fā)生死亡。與Ninj1-/-相比，Zbp1-/- BMDMs中IL-1β釋放被更徹底抑制。

圖3.Ninj1介導(dǎo)的細(xì)胞溶解依賴于Zbp1

4、Ninj1驅(qū)動(dòng)IAV誘導(dǎo)的肺部病理及過度炎癥

與Zbp1缺失不同，Ninj1缺失提高了IAV感染后小鼠的存活率，并顯著減輕肺部病理損傷。Ninj1-/-小鼠的支氣管肺泡灌洗液（BALF）離心后細(xì)胞沉淀更少，蛋白質(zhì)濃度更低，HMGB1及促炎細(xì)胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）水平也顯著降低。Il1r-/-和Il1b-/-小鼠對IAV誘導(dǎo)的死亡更為敏感，且額外敲除Il1b會(huì)削弱Ninj1缺失帶來的保護(hù)作用。

圖4.Ninj1驅(qū)動(dòng)IAV誘導(dǎo)的肺部病理和過度炎癥反應(yīng)

圖5. WT和Il1r-/-，WT和Il1b-/-，以及Ninj1-/-和Ninj1-/-Il1b-/-小鼠的生存曲線（IAV的LD50劑量）

5、Ninj1在COVID-19患者中高表達(dá)，與不良預(yù)后相關(guān)  

PANoptosis不僅參與IAV感染，還參與SARS-CoV-2感染。Ninj1在COVID-19患者中，發(fā)現(xiàn)感染后Ninj1顯著升高，尤其在死亡病例中表達(dá)最為豐富。作者的scRNA-seq分析揭示了Ninj1在Mo/Mas中作為重癥COVID-19患者中過度炎癥狀態(tài)和不良預(yù)后的生物標(biāo)志物的潛力。

臨床意義與展望

1. 治療靶點(diǎn)潛力：Ninj1介導(dǎo)細(xì)胞膜破裂但不影響細(xì)胞死亡進(jìn)程，使其成為理想干預(yù)靶點(diǎn)，可在不削弱抗病毒免疫的前提下控制過度炎癥。

2. 生物標(biāo)志物價(jià)值：Ninj1在髓系細(xì)胞中的表達(dá)水平可反映病毒性肺炎的炎癥程度和預(yù)后，具備臨床轉(zhuǎn)化前景。

參考文獻(xiàn)

Xu, Y., Zheng, Y., Liu, Y. et al. Ninjurin-1 mediates cell lysis and detrimental inflammation of PANoptosis during influenza A virus infection. Sig Transduct Target Ther 10, 307 (2025). https://doi.org/10.1038/s41392-025-02391-9