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天然免疫系统是宿主抵御外界病原微生物入侵的第一道防线。在病原微生物感染的情况下，结构保守的病原微生物分子即病原相关分子模式(pattern recognition molecular patterns, PAMPs)被模式识别受体(pathogen recognition receptors, PRRs)识别。Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)和视黄酸诱导基因蛋白I样受体(retinoic acid-inducible gene-I (RIG-I)-like receptors, RLRs)是两类进化保守的PRRs，在天然免疫反应中起到至关重要的作用。
Toll样受体3和Toll样受体4(Toll-like receptor 3/4, TLR3/4)属于模式识别受体中的Toll样受体家族。它们分别识别病毒RNA和脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)，并起始天然免疫反应。在以前的研究中，我们发现WDFY1(WD repeat and FYVE-domain-containing protein)正调控TLR3和TLR4介导的信号通路，其发挥功能依赖于FYVE结构域。FYVE家族蛋白一共有31个成员。本研究进一步探究了FYVE家族其它成员是否也调控了TLR3和TLR4介导的信号通路。我们发现ZFYVE1(zinc-finger FYVE domain-containing protein)正调控TLR3介导的抗病毒天然免疫反应。过表达ZFYVE1能促进TLR3配体poly(I:C)诱导的下游抗病毒基因的转录，敲除ZFYVE1则产生相反的结果。注射poly(I:C)的Zfyve1-/-小鼠的血清中IFN-β、TNFα和IL-6的含量明显低于野生型小鼠，而注射LPS的野生型和Zfyve1-/-小鼠的血清中IFN-β、TNFα和IL-6的含量相当。相比野生型小鼠，Zfyve1-/-小鼠也对poly(I:C)诱导的炎性死亡更不敏感，而野生型和Zfyve1-/-小鼠对LPS诱导炎性死亡的敏感程度相似。ZFYVE1通过其C端FYVE结构域与TLR3的胞外核酸结合结构域相互作用，而且ZFYVE1能结合poly(I:C)并增加TLR3与poly(I:C)的亲和力。以上结果说明ZFYVE1作为一个辅助受体促进TLR3识别其配体，在TLR3介导的抗病毒天然免疫反应中扮演重要的角色。
RLRs识别细胞质中的病毒RNA并起始抗病毒天然免疫反应，其包括RIG-I和黑色素瘤分化相关基因5(melanoma differentiation-associated gene 5, MDA5)。我们进一步探究ZFYVE1是否也在RLRs介导的信号通路中发挥功能，实验结果发现ZFYVE1特异性负调控MDA5介导的信号转导，而对RIG-I介导的信号转导没有影响。敲除ZFYVE1促进了MDA5介导的下游抗病毒基因的转录以及关键信号蛋白TBK1、IRF3和p65的磷酸化。脑心肌炎病毒(encephalomyocarditis virus, EMCV)和水疱性口炎病毒(vesicular stomatitis virus, VSV)分别被细胞内MDA5和RIG-I特异性识别。相比野生型小鼠，Zfyve1-/-小鼠对EMCV诱导的死亡更不敏感，而野生型和Zfyve1-/-小鼠对VSV诱导的死亡的敏感程度相似。机理上，ZFYVE1通过两个不同的机制负调控MDA5介导的信号通路。一方面，ZFYVE1通过其C末端FYVE结构域结合poly(I:C)-HMW，过量表达ZFYVE1抑制了MDA5和poly(I:C)-HMW的结合，敲除ZFYVE1则产生相反的实验结果。与此一致，ZFYVE1能结合病毒RNA，并减少MDA5和病毒RNA的结合。另一方面，ZFYVE1通过其N端GBP结构域和MDA5相互作用，并抑制MDA5的寡聚化。
综上所述，本研究揭示了ZFYVE1以两种不同的机制分别调控TLR3和MDA5介导的信号通路。一方面，ZFYVE1通过促进TLR3结合核酸正调控TLR3介导的信号通路；另一方面，ZFYVE1通过抑制MDA5对配体的识别以及寡聚化负调控MDA5介导的信号转导。ZFYVE1在TLR3和MDA5介导的信号通路中发挥着完全相反的抗病毒免疫效应，这可能是由于TLR3和MDA5不同的分子特性以及ZFYVE1的多处亚细胞定位导致的。ZFYVE1通常作为自噬前体(omegasome)的标记蛋白，在其它方面的功能还知之甚少。本研究鉴定了ZFYVE1在抗病毒天然免疫反应中的新的功能，加深了对抗RNA病毒天然免疫反应分子机制的理解。并为抗病毒和自身免疫性疾病药物的研发提供了新的线索。
Toll样受体3和Toll样受体4(Toll-like receptor 3/4, TLR3/4)属于模式识别受体中的Toll样受体家族。它们分别识别病毒RNA和脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)，并起始天然免疫反应。在以前的研究中，我们发现WDFY1(WD repeat and FYVE-domain-containing protein)正调控TLR3和TLR4介导的信号通路，其发挥功能依赖于FYVE结构域。FYVE家族蛋白一共有31个成员。本研究进一步探究了FYVE家族其它成员是否也调控了TLR3和TLR4介导的信号通路。我们发现ZFYVE1(zinc-finger FYVE domain-containing protein)正调控TLR3介导的抗病毒天然免疫反应。过表达ZFYVE1能促进TLR3配体poly(I:C)诱导的下游抗病毒基因的转录，敲除ZFYVE1则产生相反的结果。注射poly(I:C)的Zfyve1-/-小鼠的血清中IFN-β、TNFα和IL-6的含量明显低于野生型小鼠，而注射LPS的野生型和Zfyve1-/-小鼠的血清中IFN-β、TNFα和IL-6的含量相当。相比野生型小鼠，Zfyve1-/-小鼠也对poly(I:C)诱导的炎性死亡更不敏感，而野生型和Zfyve1-/-小鼠对LPS诱导炎性死亡的敏感程度相似。ZFYVE1通过其C端FYVE结构域与TLR3的胞外核酸结合结构域相互作用，而且ZFYVE1能结合poly(I:C)并增加TLR3与poly(I:C)的亲和力。以上结果说明ZFYVE1作为一个辅助受体促进TLR3识别其配体，在TLR3介导的抗病毒天然免疫反应中扮演重要的角色。
RLRs识别细胞质中的病毒RNA并起始抗病毒天然免疫反应，其包括RIG-I和黑色素瘤分化相关基因5(melanoma differentiation-associated gene 5, MDA5)。我们进一步探究ZFYVE1是否也在RLRs介导的信号通路中发挥功能，实验结果发现ZFYVE1特异性负调控MDA5介导的信号转导，而对RIG-I介导的信号转导没有影响。敲除ZFYVE1促进了MDA5介导的下游抗病毒基因的转录以及关键信号蛋白TBK1、IRF3和p65的磷酸化。脑心肌炎病毒(encephalomyocarditis virus, EMCV)和水疱性口炎病毒(vesicular stomatitis virus, VSV)分别被细胞内MDA5和RIG-I特异性识别。相比野生型小鼠，Zfyve1-/-小鼠对EMCV诱导的死亡更不敏感，而野生型和Zfyve1-/-小鼠对VSV诱导的死亡的敏感程度相似。机理上，ZFYVE1通过两个不同的机制负调控MDA5介导的信号通路。一方面，ZFYVE1通过其C末端FYVE结构域结合poly(I:C)-HMW，过量表达ZFYVE1抑制了MDA5和poly(I:C)-HMW的结合，敲除ZFYVE1则产生相反的实验结果。与此一致，ZFYVE1能结合病毒RNA，并减少MDA5和病毒RNA的结合。另一方面，ZFYVE1通过其N端GBP结构域和MDA5相互作用，并抑制MDA5的寡聚化。
综上所述，本研究揭示了ZFYVE1以两种不同的机制分别调控TLR3和MDA5介导的信号通路。一方面，ZFYVE1通过促进TLR3结合核酸正调控TLR3介导的信号通路；另一方面，ZFYVE1通过抑制MDA5对配体的识别以及寡聚化负调控MDA5介导的信号转导。ZFYVE1在TLR3和MDA5介导的信号通路中发挥着完全相反的抗病毒免疫效应，这可能是由于TLR3和MDA5不同的分子特性以及ZFYVE1的多处亚细胞定位导致的。ZFYVE1通常作为自噬前体(omegasome)的标记蛋白，在其它方面的功能还知之甚少。本研究鉴定了ZFYVE1在抗病毒天然免疫反应中的新的功能，加深了对抗RNA病毒天然免疫反应分子机制的理解。并为抗病毒和自身免疫性疾病药物的研发提供了新的线索。