当我们经历炎症时实际上会发生什么？

Ashley Chui 是 Simons Society of Fellows 的初级研究员。学分：纳尔逊·加西亚·巴斯克斯

当您出现炎症时，您身体的一部分可能会肿胀、变红或变得非常痒。效果可以是从不舒服到彻头彻尾的痛苦的任何地方。但总的来说——除了在某些会产生慢性炎症的医疗条件下——这些感觉是暂时的。它们还有一个有用的目的；炎症表明我们的身体正在抵抗细菌或病毒感染。这是恢复健康的关键一步。

尽管科学家了解炎症的目的，但我们细胞内发生的很多事情仍然未知。科学家们对细胞蛋白的作用以及它们如何应对入侵的细菌或病毒颗粒特别感兴趣。纽约大学医学院 Michele Pagano 实验室的博士后Simons 初级研究员Ashley Chui第一年让我们对这一过程的理解更加清晰。 Chui 拥有加州州立大学富勒顿分校的生物化学学士学位，以及威尔康奈尔医学院、洛克菲勒大学和纪念斯隆凯特琳癌症中心联合项目的化学生物学博士学位。

Chui 和我最近讨论了她的工作，以及为什么清晰的科学交流很重要。为了清楚起见，我们的对话已经过编辑。

 

您如何描述您的总体研究目标？

在研究生院时，我有兴趣了解当我们的身体因感染而发生炎症时，我们的细胞内会发生什么。炎症实际上是一个信号过程。它让我们的细胞知道它们已被感染，现在是时候进行防御了。我们体内发生的大多数事情都取决于不同蛋白质的相互作用，所以在这种情况下，我正在研究炎症期间蛋白质的活性。实际上，我研究的东西有一个有趣的词：炎性体。 Inflamma表示“炎症”，有些表示“整体复合体”。

 

是什么吸引你参与这项工作？

我的本科学位是生物化学，那是我第一次持续研究细胞内部发生的事情。感觉就像拼凑一个巨大的拼图，这就是让我着迷的原因！

这个巨大的谜题也是为什么这个研究领域需要多年艰苦的工作。每次观察细胞内部时，蛋白质的排列方式都与以前有所不同。这就像看一个炒鸡蛋，而不是一个煮熟的鸡蛋，你总是知道蛋黄和蛋白在哪里。根据您在内部窥视的时间，您可能无法实时观察该过程。你必须要有耐心，相信只要付出时间和精力，你就会解决这个难题。

到目前为止，您解决了难题的哪些部分？

在我的研究生工作中，我和我的同事研究了炎症小体的形成方式和原因。我们还研究了炎症小体如何刺激细胞焦亡，这是受感染细胞在爆炸性、炽热的死亡中牺牲自己以减缓感染的过程。 （实际上，这是另一个有趣的词：pyroptosis，其中pyro的意思是“火”， tosis的意思是“死亡”。）

为了研究这一点，我们用毒素炭疽致死因子感染了细胞。科学家们早就知道，炭疽致死因子将蛋白质 NLRP1 激活为炎性体，这种激活会导致细胞焦亡，但除此之外的细节仍然难以捉摸。

多种病原体酶通过功能降解激活 NLRP1B 炎性体。图片来源：Sandstrom 等人，功能退化：多种病原体酶激活 NLRP1 炎性体的机制。科学； 2019,364(3465)

我们的调查揭示了这些问题的重要答案。我们发现致死因子直接结合并切断 NLRP1 蛋白的一端。这启动了 NLRP1 的整体降解，释放了 NLRP1 的另一端，然后触发细胞焦亡。

最终，单元格的内容物会爆炸——这是最火的部分——它会释放单元格内的所有内容。邻近的细胞注意到了；他们感觉到越来越多的感染并开始努力消除它。 2019 年，《科学》杂志发表了这一逐步过程的发现，据我们所知，这一过程从未被绘制出来。

 

在 Pagano 实验室做博士后研究期间，您现在在做什么？

由于我在炎症小体领域的研究生工作中偶然发现了蛋白质降解领域，因此我想在该领域获得更多专业知识。我选择来到纽约大学的 Pagano 实验室，因为 Pagano 博士专门研究泛素连接酶。这类蛋白质是细胞分裂的核心，也是细胞中蛋白质循环的关键成分。

目前，我正在表征和研究泛素连接酶如何调节多个细胞过程，包括细胞周期（调节细胞生长和分裂的频率）、新陈代谢和信号传导过程（或细胞如何交流）。重要的是，我试图找到泛素连接酶降解的目标蛋白质，称为底物。如果你能找到这些，你就会知道泛素连接酶如何调节这些底物参与的途径。

 

最后，Simons Junior Fellowship 对您的工作有何帮助？

现在，我正处于博士后培训的第二年和作为初级研究员的第一年。像所有其他初级研究员一样，我非常感谢基金会的支持。能成为这样一个真正跨学科社区的一员真是太好了，该社区研究从纯数学到天体物理学再到我自己在生物化学方面的工作。

我坚信清晰的科学传播的价值。重要的是能够以一种引人入胜的方式向任何人清楚地解释任何概念，无论他们的背景如何，并且要准确地做到这一点。当我在大学的时候，我通过类比教高中生关于蛋白质的知识，例如，把他们比作 Twizzlers！这很有挑战性，但我做到了。

现在在西蒙斯基金会，我面临着类似的挑战：我必须能够以热情和准确的方式与其他初级研究员交流我的工作，他们每个人都是各自领域的杰出专家，但可能对我的一无所知。我期待着这个重要的机会与这些观众分享我的作品。