炎症小体是天然免疫系统的关键哨兵，其中NLRP3炎症小体因其能被细菌、病毒、代谢物、环境刺激等上百种不相关信号激活而备受关注，但也因此成为领域内最大的谜团：一个受体蛋白如何感知如此多样的刺激？其统一的激活机制究竟是什么？尽管科学家们提出了钾离子外流、活性氧、线粒体DNA等多种假说，但始终未能找到适合所有刺激的答案。
2025年1月，北京大学团队在Cell Research上发表题为Signal-induced NLRP3 phase separation initiates inflammasome activation的研究论文，1区Q1，IF: 25.9，揭示NLRP3通过信号诱导的液-液相分离（LLPS）实现激活，并阐明了棕榈酰化修饰和内在无序区在此过程中的核心作用。这一发现为理解NLRP3的广谱感应机制提供了最简单的统一模型，并为相关炎症性疾病带来了新的治疗策略。
研究内容
1. ZDHHC7介导的持续性棕榈酰化是NLRP3激活的“许可证”
为寻找NLRP3激活的关键调控因子，作者利用CRISPR-Cas9全基因组筛选，在表达组成型活性NLRP3（R262W）的THP-1细胞中鉴定出棕榈酰转移酶ZDHHC7和去棕榈酰酶ABHD13。ZDHHC7缺失彻底阻断NLRP3对尼日利亚菌素、ATP等经典刺激的应答，而ABHD13缺失则增强其激活（图1A-B）。
生化实验证实，ZDHHC7在静息细胞中持续催化NLRP3棕榈酰化，主要位点为人源C130和C261（鼠源C126），而ABHD13则负责去棕榈酰化，形成动态平衡。2-溴棕榈酸（2-BP）抑制棕榈酰化后，NLRP3激活完全丧失。小鼠体内实验进一步证明，Zdhhc7敲除或2-BP处理可显著降低内毒素休克模型的IL-1β水平并提高生存率（图2G-J），提示靶向棕榈酰化具有治疗潜力。
2. NLRP3激活后形成具有液态性质的凝聚物
活细胞成像显示，静息状态下NLRP3均匀分布于胞质，经尼日利亚菌素刺激后迅速形成点状凝聚物，这些凝聚物可发生融合与分裂，表现出典型的液态行为。荧光漂白恢复（FRAP）实验证实，早期凝聚物具有快速恢复能力，而晚期则逐渐固化为不可恢复的聚集体（图5B）。透射电镜（CLEM）进一步显示，NLRP3凝聚物直径约数百纳米，无膜包裹，符合相分离特征。
ZDHHC7敲除或棕榈酰化位点突变（C261S）完全阻止了凝聚物的形成，而ABHD13敲除则导致自发成相，证明棕榈酰化通过增加疏水性降低NLRP3溶解度，从而促进相分离（图3D-F, 5A）。
3. 相分离独立于囊泡定位，是激活的核心事件
此前研究认为NLRP3需招募至分散的高尔基体（dTGN）或内体囊泡才能激活。然而，本研究发现，当NLRP3-3K/A突变体（破坏高尔基体定位）仍能正常成相并激活（图4A），且经典激活剂咪喹莫特（IMQ）仅诱导成相而不引起囊泡招募。进一步在ASC表达细胞中，NLRP3囊泡消失而凝聚物依旧存在（图4M），表明囊泡定位只是细胞缺乏ASC时的替代路径，相分离本身足以驱动下游激活。
4. 三类信号通过不同方式诱导NLRP3相分离
作者系统分析了NLRP3激活剂的成相能力，归纳出三种作用模式（图6-7）：
（1）离子变化型（如钾离子外流）：降低胞内钾浓度可直接在体外诱导NLRP3相分离，且依赖于IDR区域。
（2）直接结合型（如咪喹莫特、心磷脂、棕榈酸）：这些分子与NLRP3结合后改变其构象，诱导相分离。CETSA实验证实它们能改变NLRP3热稳定性。
（3）两亲性分子型（如二醇类、化疗药多柔比星、紫杉醇）：这类分子通过降低NLRP3溶解度直接促使其成相，不依赖ZDHHC7。这解释了为何某些化疗药物会引起炎症反应。
5. IDR中的疏水残基介导多价弱相互作用
通过生物信息学预测及缺失突变，作者定位了NLRP3 FISNA结构域中一段高度无序区域（IDR，140-152位）。删除该IDR或将其中的三个保守疏水残基（V144、F148、I151）突变为极性残基（TYT），完全消除了NLRP3的相分离能力和激活（图5H-L）。这表明IDR通过疏水相互作用提供多价弱结合力，是相分离的结构基础。
6. 靶向棕榈酰化或相分离为治疗提供新策略
基于以上机制，作者开发了两种干预手段：① 含C261位点的竞争性多肽可结合ZDHHC7，阻断NLRP3棕榈酰化，从而抑制激活（图S5）；② 经典NLRP3抑制剂MCC950能有效抑制低钾诱导的相分离，而ATP竞争剂CY-09则不影响成相（图6L-N），进一步证实相分离发生在ATP水解之前。这些结果提示，直接靶向相分离或棕榈酰化有望成为治疗NLRP3相关疾病（如冷炎素相关周期性综合征、痛风、2型糖尿病等）的新方向。
总结
本研究揭示信号诱导的NLRP3相分离是其激活的统一上游机制。ZDHHC7介导的持续性棕榈酰化为NLRP3提供疏水基础，降低其溶解阈值；而IDR区域则通过疏水残基介导多价相互作用，在离子变化、配体结合或两亲分子作用下驱动相分离。这一机制完美解释了NLRP3如何响应千变万化的刺激，并为干预炎症性疾病提供了全新靶点——棕榈酰化酶和相分离过程本身。未来，靶向ZDHHC7或设计相分离调节剂，有望为痛风、阿尔茨海默病、代谢综合征等患者带来福音。
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