介绍一篇发表在Nature上的文章，题目为“SIGLEC12 mediates plasma membrane rupture during necroptotic cell death”，通讯作者是德克萨斯大学西南医学中心的Ayaz Najafov助理教授，课题组的主要研究方向包括解析坏死性凋亡过程的分子机制。
坏死性凋亡是一种程序性、裂解性的细胞死亡方式，在感染和炎症性疾病中过度激活。其核心信号通路最终导致MLKL的寡聚并在质膜上形成孔状结构，引起水分内流和质膜破裂（Plasma membrane rupture, PMR）。在细胞焦亡、凋亡和铁死亡过程中，NINJ1已被证实是质膜破裂的关键效应蛋白，但在坏死性凋亡中，MLKL下游如何引起质膜破裂的机制仍不清楚。因此，本文作者希望通过全基因组筛选，识别在坏死性凋亡中负责PMR的关键蛋白，并阐明其作用机制。
作者在HEK293细胞中诱导表达可持续激活的MLKL突变体（MLKL-Q356A），并结合CRISPR-Cas9敲除文库筛选存活细胞。结果表明，敲除SIGLEC12可以显著保护细胞免受MLKL诱导的坏死性凋亡。SIGLEC12是免疫球蛋白样凝集素SIGLEC家族成员，SIGLEC家族蛋白主要在免疫细胞中表达，通过识别含唾液酸聚糖发挥免疫调节的作用，但SIGLEC12在V型免疫球蛋白结构域中存在突变，人源SIGLEC12并不具有唾液酸结合活性。
接下来，作者将SIGLEC12进行敲除或敲低，在多种细胞系和多种坏死性凋亡诱导条件下（如TSE、TRAIL+SE）验证了SIGLEC12的缺失会抑制PMR，但不影响上游的信号（如RIPK1、RIPK3、MLKL的磷酸化或寡聚化）。SIGLEC12也与NINJ1具有高度的序列相似性，表明二者可能存在功能上的同源性。
在具体的分子机制上，与NINJ1的作用类似，SIGLEC12在坏死性凋亡期间会分布在细胞膜以及胞质puncta中，并组装为细丝状结构，这种细丝状结构介导了质膜的破裂。
后续的研究发现，全长SIGLEC12并不能直接诱导坏死性凋亡，需要被切割产生一个20kDa的小片段，该片段含有与NINJ1高度同源的motif。该片段的表达会直接诱导坏死性凋亡，且不依赖于MLKL，表明SIGLEC12的切割激活是诱导PMR所必需且充分的。随后，通过挖掘NCBI数据库，作者发现SIGLEC12被报道与跨膜丝氨酸蛋白酶TMPRSS4存在相互作用，并通过后续的实验证实TMPRSS4是负责在坏死性凋亡期间切割SIGLEC12的酶。
人源SIGLEC12与鼠源蛋白序列存在显著差异，在小鼠细胞系中敲除Siglec12并不能抑制PMR过程，表明SIGLEC12的功能可能是人类特有的，这可能与人源SIGLEC12唾液酸结合活性的丧失有关。此外，在癌症患者以及正常人群中，SIGLEC12存在一系列的错义突变，如Ser458Phe，这些突变会抑制TMPRSS4切割SIGLEC12，影响细胞对于坏死性凋亡的敏感性，这可能与一系列的疾病相关。
总之，本文揭示了SIGLEC12是坏死性凋亡期间执行质膜破裂的关键蛋白。
本文作者：YAQ
责任编辑：LYC
DOI：10.1038/s41586-025-09741-1
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09741-1
