论文部分内容阅读
天然免疫是机体在长期的进化过程中逐渐形成的一种免疫防御机制,是机体抵抗病毒感染的第一道防线。病毒感染宿主细胞后,细胞内的模式识别受体(pathogen recognition receptors,PRRs)能够识别病毒的病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs),起始一系列复杂的信号级联反应,诱导I型干扰素及炎症基因的表达。随后,I型干扰素通过JAK-STAT信号通路诱导大量的抗病毒蛋白基因——干扰素刺激基因(interferon stimulated genes,ISGs)的转录。这些抗病毒蛋白及细胞炎症因子共同抑制病毒的感染及复制,并促进适应性免疫反应的发生。研究表明,RIG-I样受体(RIG-I like receprors,RLRs)成员RIG-I(retinoic acid-inducible gene-1)和MDA5(melanoma differentiation-associated gene 5)能识别病毒在感染与复制过程中释放在胞浆中的RNA。识别并结合病毒RNA的RIG-I及MDA5发生构象变化,招募并激活位于线粒体上的重要接头蛋白VISA(也称作MAVS、IPS-1或Cardif)。活化的VISA发生朊病毒样聚集并招募TRAF蛋白(TRAF2、TRAF5及TRAF6)、激酶TBK1及IKK,形成VISA复合物。随后,激酶TBK1及IKK,分别激活转录因子IRF3及NF-?B,进而诱导I型干扰素及炎症因子的产生。然而,过低或过高的I型干扰素产生都会引起多种疾病的发生,严重威胁机体健康。因此,病毒诱导I型干扰素产生的各个环节均受到机体严格的调控。在本研究中,为了进一步揭示抗病毒天然免疫信号转导的调控机制,我们通过表达克隆筛选的方式,筛选到一个能够显著抑制I型干扰素诱导表达的蛋白——GPATCH3(G-patch domain-containing protein 3)。GPATCH3广泛表达于多个组织中,但该分子的生物学功能目前还未被报道。我们的研究发现,过量表达GPATCH3能剂量依赖性地抑制RNA病毒SeV(Sendai virus)诱导的IFN-?启动子、ISRE及NF-?B报告基因的激活。降低细胞中GPATCH3的表达能够增强SeV诱导的IFNB1、IFNB1下游基因ISGs以及炎症基因的转录,但对DNA病毒HCMV及双链DNA(dsDNA)HSV-120诱导的IFNB1的转录没有影响。与此一致,降低GPATCH3的表达能够显著地抑制SeV和VSV(Vesicular stomatitis virus)两种RNA病毒的复制。我们进一步构建了GPATCH3基因敲除细胞,与野生型细胞相比,GPATCH3基因敲除细胞受到RNA病毒感染后,IFNB1的转录显著地增强。在作用机制研究方面,我们发现,VISA是GPATCH3的作用靶标分子。病毒感染能够增强GPATCH3与VISA的相互作用。进一步研究发现,GPATCH3能够减弱VISA-TBK1及VISA-TRAF6的相互作用,通过抑制VISA复合物的组装从而负调控RLRs介导的天然免疫反应。综上,我们的研究发现了一个参与调控RLRs信号通路的蛋白GPATCH3,并揭示了其作用机制。由于VISA是模式识别受体RIG-I及MDA5下游的关键接头蛋白,且VISA复合物的形成是RLRs介导的信号通路中极其重要的一步。因此,我们的研究对于深入认识RLRs介导的抗病毒天然免疫反应的调节机制具有重要意义。另外,本研究首次阐明了GPATCH3的生物学功能,为研究该分子的其他生物学功能奠定了基础。