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近期,中國科學(xué)院武漢病毒研究所王延軼研究團隊在抗病毒天然免疫方面取得新進展。該團隊發(fā)現(xiàn) GPATCH3 可以抑制下游信號復(fù)合物的形成,負調(diào)控 RIG- I 樣受體介導(dǎo)的天然免疫信號通路。相關(guān)論文 GPATCH3 negatively regulates RLR-mediated innate antiviral responses by disrupting the assembly of VISA signalosome 在線發(fā)表在 PLOS Pathogens 雜志上。
模式識別受體(Pattern recognition receptors,PRRs)是宿主抵抗病原微生物的*道屏障,在細胞抗病毒天然免疫過程中發(fā)揮重要功能。RIG- I 和黑色素瘤分化相關(guān)基因 5(melanoma differentiation-associated gene 5,MDA5)是 RIG- I 樣受體(RIG-I like receptors,RLRs)家族的成員,可以識別病毒釋放到胞漿中的 RNA,通過一系列信號級聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo) I 型干擾素及炎癥因子的產(chǎn)生,建立抗病毒免疫反應(yīng)。
在 RIG- I 樣受體介導(dǎo)的信號通路中,接頭蛋白 VISA 復(fù)合物(VISA signalosome)的形成是該信號通路激活所必需的。王延軼在以往的研究中發(fā)現(xiàn) WDR5 促進 VISA 信號復(fù)合物的組裝和穩(wěn)定,調(diào)控 RIG- I 樣受體介導(dǎo)的天然免疫信號通路。該研究中,王延軼團隊通過對 cDNA 表達克隆的篩選,發(fā)現(xiàn)了抗病毒天然免疫中又一個重要的調(diào)節(jié)因子 GPATCH3(G-patch domain containing protein)。在細胞內(nèi)過量表達 GPATCH3,可以抑制 RNA 病毒 SeV 誘導(dǎo)的 IFN- b 報告基因的激活;而敲低 GPATCH3 的表達,RNA 病毒誘導(dǎo) IFN-B1 及其下游基因的轉(zhuǎn)錄明顯增強(圖 1)。
而且當(dāng) GPATCH3 的表達水平下降后,SeV 和 VSV 的復(fù)制明顯被抑制,表明 GPATCH3 可以抑制細胞的抗病毒免疫反應(yīng)(圖 2)。
接下來,研究人員利用 CRISPR-Cas9 技術(shù)構(gòu)建了 GPATCH3 基因敲除細胞。與野生型細胞比較,RNA 病毒感染后,GPATCH3 基因敲除細胞 IFNB1 基因的轉(zhuǎn)錄明顯增強,在 GPATCH3 敲除細胞中回補 GPATCH3 后,RNA 病毒誘導(dǎo)的 IFNB1 基因的轉(zhuǎn)錄水平與野生型細胞在相似水平,進一步說明了 GPATCH3 可以負調(diào)控 RIG- I 樣受體介導(dǎo)的天然免疫信號通路。
GPATCH3 作用機理研究表明,病毒可以誘導(dǎo) GPATCH3 與定位于線粒體的 VISA 相互作用,阻止 VISA 復(fù)合物(VISA/TRAF6/TBK1)的形成(圖 3),抑制 RIG- I 受體介導(dǎo)的天然免疫信號通路,利于病毒免疫逃逸。
該研究發(fā)現(xiàn)了細胞抗病毒天然免疫反應(yīng)中又一個重要的調(diào)節(jié)因子——GPATCH3。通過一系列的 GPATCH3 敲低 / 敲除和過表達實驗,證實了 GPATCH3 可以負調(diào)控 RIG- I 受體介導(dǎo)的免疫信號通路,抑制細胞的抗病毒免疫反應(yīng)。該研究同時揭示了 GPATCH3 通過阻礙 VISA 復(fù)合物形成發(fā)揮負調(diào)控作用的分子機制,有助于人們進一步了解抗病毒天然免疫信號通路的調(diào)節(jié)途徑。
武漢病毒所研究員王延軼為論文通訊作者,博士研究生聶映為*作者。該研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金(31425010)、國家自然科學(xué)基金(31321001)、中國科學(xué)技術(shù)部(2014cb542603,2015cb554302)和中科院重點部署項目的資助。

圖 1 敲低 GPATCH3 的表達,RNA 病毒誘導(dǎo) IFN-B1 及其下游基因的轉(zhuǎn)錄明顯增強

圖 2 GPATCH3 抑制細胞的抗病毒免疫反應(yīng)

圖 3 GPATCH3 阻止 VISA 復(fù)合物(VISA/TRAF6/TBK1)的形成


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