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先天性免疫反应是宿主细胞应对外源刺激物和病原菌入侵的第一道防线，这种特异性反应依赖于广泛分布在细胞膜和细胞质的模式识别受体(Pattern Recognize Receptors，PRRs)。目前已发现的模式识别受体主要包括Toll样受体(Toll-like receptors)、NOD样受体(NOD-like receptors)、RIG样受体(RIG-like receptors)。PRRs识别病原成分后，可启始炎症信号转导通路，如NF-κB，MAPK信号通路，从而促进白细胞介素，趋化因子等炎症因子的释放。
NOD1和NOD2蛋白均为NOD样受体家族成员，是细胞质中参与先天性免疫反应的关键模式识别受体，在病原菌感染所致的炎症反应和自发性免疫疾病的发生中有重要作用，阅读框移码突变体可导致克罗恩肠病。NOD1/2蛋白的质膜定位对于其起始炎症反应的功能不可或缺，有研究发现病原体被吞噬后，NOD1或NOD2蛋白能够定位质膜及于包含病原菌的内体膜，SLC转运体家族蛋白SLC15A3将脂多糖成分从内体转运至胞质从而介导继发性炎症信号通路激活。然而NOD1/2的膜定位机制尚未完全被阐明。迄今未发现NOD1和NOD2蛋白具有跨膜或膜结合结构域。已有研究提出NOD1/2通过结合细胞骨架蛋白或结合内体膜转运蛋白细胞亚定位的假说，然而这些假说不能完全解释NOD1或NOD2蛋白在病原菌入侵后定位质膜和招募于包含病原菌的内体膜的快速应答。
本论文中，主要针对NOD1蛋白的定位机理及调控机制展开研究。较多学者研究证明脂化修饰对蛋白的亚细胞定位，分选及功能有重要作用，首先通过小分子抑制剂筛选，我们发现NOD1蛋白存在棕榈酰化修饰的潜在可能，并利用酰基-生物素置换法(Acyl Biotin Exchange, ABE)进一步验证了NOD1存在棕榈酰化修饰及其修饰位点。为了进一步获得NOD1在细胞内动态调控的线索，我们采用新的蛋白互作质谱联用法(BioID)获得了在细胞静息状态下所有可能与NOD1存在互作的候选蛋白，分析发现具有四次跨膜结构的棕榈酰转移酶家族成员ZDHHC5。敲降、敲除ZDHHC5酶活中心突变型的ZDHHC5均导致NOD1失去原有的质膜，内体膜定位。在此基础上，结合点突变、免疫共沉淀、激光共聚焦观察及荧光素酶报告系统等生化实验，我们明确了：(1)NOD1的棕榈酰化修饰是影响NOD1蛋白质膜定位及含病原菌内体膜定位的重要因素；(2)人体NOD1蛋白有三个主要的棕榈酰化修饰位点，即第558，567和952位半胱氨酸位点；(3)棕榈酰转移酶ZDHHC5对于NOD1的棕榈酰化修饰不可或缺；(4)NOD1蛋白的棕榈酰化修饰是其介导胞内炎症信号通路激活的关键因素；(5)棕榈酰转移酶ZDHHC5可以通过定位于细菌内体膜从而调控NOD1蛋白对入侵病原菌的识别和在病原菌内体膜的结合。
此外，通过构建髓系单核细胞ZDHHC5特异性敲除小鼠LysM-Cre/ZDHHC5fl/fl，分离小鼠骨髓巨噬细胞，利用激光共聚焦显微镜观察发现，在ZDHHC5缺失型的骨髓巨噬细胞中内源表达的NOD1蛋白失去了原有的质膜和含病原菌内体膜定位特性，并且丧失起始NOD1依赖的免疫应答，包括NF-κB，MAPK-P38信号通路的激活受阻，炎症因子CXCL-1和IL-6的释放减少。本论文的研究成果发现NOD1蛋白的全新脂化修饰—棕榈酰化，对于其调控宿主细胞固有免疫信号起着关键的调控作用。
NOD1和NOD2蛋白均为NOD样受体家族成员，是细胞质中参与先天性免疫反应的关键模式识别受体，在病原菌感染所致的炎症反应和自发性免疫疾病的发生中有重要作用，阅读框移码突变体可导致克罗恩肠病。NOD1/2蛋白的质膜定位对于其起始炎症反应的功能不可或缺，有研究发现病原体被吞噬后，NOD1或NOD2蛋白能够定位质膜及于包含病原菌的内体膜，SLC转运体家族蛋白SLC15A3将脂多糖成分从内体转运至胞质从而介导继发性炎症信号通路激活。然而NOD1/2的膜定位机制尚未完全被阐明。迄今未发现NOD1和NOD2蛋白具有跨膜或膜结合结构域。已有研究提出NOD1/2通过结合细胞骨架蛋白或结合内体膜转运蛋白细胞亚定位的假说，然而这些假说不能完全解释NOD1或NOD2蛋白在病原菌入侵后定位质膜和招募于包含病原菌的内体膜的快速应答。
本论文中，主要针对NOD1蛋白的定位机理及调控机制展开研究。较多学者研究证明脂化修饰对蛋白的亚细胞定位，分选及功能有重要作用，首先通过小分子抑制剂筛选，我们发现NOD1蛋白存在棕榈酰化修饰的潜在可能，并利用酰基-生物素置换法(Acyl Biotin Exchange, ABE)进一步验证了NOD1存在棕榈酰化修饰及其修饰位点。为了进一步获得NOD1在细胞内动态调控的线索，我们采用新的蛋白互作质谱联用法(BioID)获得了在细胞静息状态下所有可能与NOD1存在互作的候选蛋白，分析发现具有四次跨膜结构的棕榈酰转移酶家族成员ZDHHC5。敲降、敲除ZDHHC5酶活中心突变型的ZDHHC5均导致NOD1失去原有的质膜，内体膜定位。在此基础上，结合点突变、免疫共沉淀、激光共聚焦观察及荧光素酶报告系统等生化实验，我们明确了：(1)NOD1的棕榈酰化修饰是影响NOD1蛋白质膜定位及含病原菌内体膜定位的重要因素；(2)人体NOD1蛋白有三个主要的棕榈酰化修饰位点，即第558，567和952位半胱氨酸位点；(3)棕榈酰转移酶ZDHHC5对于NOD1的棕榈酰化修饰不可或缺；(4)NOD1蛋白的棕榈酰化修饰是其介导胞内炎症信号通路激活的关键因素；(5)棕榈酰转移酶ZDHHC5可以通过定位于细菌内体膜从而调控NOD1蛋白对入侵病原菌的识别和在病原菌内体膜的结合。
此外，通过构建髓系单核细胞ZDHHC5特异性敲除小鼠LysM-Cre/ZDHHC5fl/fl，分离小鼠骨髓巨噬细胞，利用激光共聚焦显微镜观察发现，在ZDHHC5缺失型的骨髓巨噬细胞中内源表达的NOD1蛋白失去了原有的质膜和含病原菌内体膜定位特性，并且丧失起始NOD1依赖的免疫应答，包括NF-κB，MAPK-P38信号通路的激活受阻，炎症因子CXCL-1和IL-6的释放减少。本论文的研究成果发现NOD1蛋白的全新脂化修饰—棕榈酰化，对于其调控宿主细胞固有免疫信号起着关键的调控作用。