固有免疫信號通路調(diào)控領(lǐng)域取得階段性研究進(jìn)展
近日,國際學(xué)術(shù)期刊IMMUNITY(《免疫》)以封面文章形式發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所王琛課題組的[much]新研究成果。經(jīng)該論文報(bào)道,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白AMFR/INSIG1復(fù)合物能夠特異性調(diào)控由胞質(zhì)DNA刺激引發(fā)的固有免疫信號通路,并揭示STING引起下游TBK1激活的新穎的分子機(jī)制。
固有免疫是宿主防御病原微生物入侵的防線。宿主通過一系列胚系基因編碼的模式識別受體(PRR),例如Toll樣受體(TLR),RIG-I樣受體(RLR)以及DNA識別受體等,識別病原相關(guān)分子模式(PAMP),例如細(xì)菌的脂多糖與病毒的核酸等,從而感知病原菌的入侵,然后通過相關(guān)的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),激活重要轉(zhuǎn)錄因子(核因子κB及干擾素調(diào)控因子),誘導(dǎo)I型干擾素(Type I Interferon)及炎癥因子的表達(dá),同時(shí)誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng),[much]終清除病原菌。
DNA受體識別DNA后,將信號傳遞到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上一個(gè)節(jié)點(diǎn)分子STING,隨后STING迅速二聚化,從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)經(jīng)過高爾基體轉(zhuǎn)移到核外周小體上。有趣的是,TBK1也會(huì)同時(shí)聚集到核外周小體上。由DNA刺激驅(qū)動(dòng)的STING-TBK1復(fù)合物的聚集對于TBK1的激活是必需的,激活后的TBK1磷酸化IRF3,隨后IRF3發(fā)生二聚化,入核起始靶基因的表達(dá)。STING與TBK1同時(shí)聚集到核外周小體的分子機(jī)制不清楚,這也是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。
在該課題組研究員王琛指導(dǎo)下,博士研究生王強(qiáng)、博士后劉星等采用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法篩選并鑒定出AMFR/INSIG1為STING動(dòng)態(tài)復(fù)合物的組分。在E3泛素連接酶AMFR(autocrine motility factor receptor)或者INSIG1(Insulin induced gene 1)缺失的細(xì)胞中,由胞質(zhì)DNA刺激引發(fā)的、STING介導(dǎo)的抗病毒基因的表達(dá)顯著減少。與此一致的是,髓樣細(xì)胞中INSIG1特異性敲除的小鼠相比于野生型的小鼠更易受HSV-1病毒的感染。深入的分子機(jī)制研究表明,AMFR催化STING發(fā)生K27鏈型的泛素化修飾;此泛素鏈作為分子平臺招募TBK1,然后將TBK1轉(zhuǎn)移到核外周小體上。
近幾年來,王琛課題組在TLR,RLR以及DNA受體介導(dǎo)的固有免疫信號通路調(diào)控領(lǐng)域開展了較系統(tǒng)性的研究,取得了階段性的研究進(jìn)展。發(fā)現(xiàn)了多個(gè)參與調(diào)控的新分子(UXT、Trim21、Herc5、Tom70、IFIT3、Cited2、MARCH5、SENP6等),分別調(diào)控信號通路的不同層面;揭示了磷酸化、泛素化、ISG15化、SUMO化等多種蛋白質(zhì)翻譯后修飾在固有免疫反應(yīng)信號通路中的調(diào)控作用。部分研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在PLoS Pathog、J Cell Biol、J Immunol、Mol Biol Cell、Mol Cell Biol、Cell Res等雜志上。
在此工作的完成過程中,還得到了國內(nèi)多個(gè)課題組的支持和幫助,上述系列研究工作得到了國家科技部、基金委、中國博士后研究項(xiàng)目基金、中科院上海生命科學(xué)研究院博士后研究項(xiàng)目基金等機(jī)構(gòu)的經(jīng)費(fèi)支持。