棒!曹学涛院士团队在子期刊《自然》取得新突破

小夏 科学 更新 2024-01-30

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作者: Jerry

导读:先天受体启动I型干扰素(IFN-I)和促炎细胞因子的产生,以保护宿主免受病毒感染。 已经确定了几种主要诱导IFN-I产生的先天核受体。 主要诱导促炎细胞因子产生的先天核受体的存在仍有待确定。

近日,中国医学科学院南开大学曹学涛院士团队在Nature Communications上发表了题为“Nuclear RPSA Senses Viral Nucleic Acids to Promoting the Innate Inflammatory Response”的研究通过功能筛选,研究发现40S核糖体蛋白SA(RPSA)是一种识别病毒核酸的核蛋白,主要促进抗病毒先天免疫中促炎细胞因子基因的表达。

背景:

宿主细胞表达多种先天受体来识别病毒核酸,从而触发内在信号级联反应。 据报道,细胞质中的一些先天受体通过在识别病毒核酸后共同启动 I 型干扰素 (IFN-I) 和促炎细胞因子的表达来激活先天免疫反应。 这些胞质内在受体包括环 GMP-AMPoth 合酶 (CGAS)、Toll 样受体-9 (TLR-9)、z-DNA 结合蛋白 1 (ZBP1)、干扰素诱导蛋白 16 (IFI16)、解旋酶 C 结构域诱导干扰素 1 (MDA5) 和视黄醇诱导基因 I (RIG-I)。 一些核酸传感器,如CGAS和RIG-I,也被发现易位到细胞核中,启动针对病毒感染的先天免疫反应。 在之前的研究中,研究人员报告说,核异质核糖核蛋白 A2 B1 (HNRNPA2B1) 作为核 DNA 受体,在 DNA 病毒感染后诱导 IFN-I 反应。 然而,病毒核酸是否以及如何在细胞核内被识别以选择性地诱导促炎细胞因子基因的转录,从而增强抗病毒的内在反应仍然在很大程度上是未知的。

炎症对于宿主抵抗病毒感染至关重要。 一旦识别出入侵的病毒,先天免疫系统就可以通过激活炎症信号通路(如NF-B)或炎症小体反应(如NLRP3和AIM2)来激活抗病毒炎症反应。 在急性乙型肝炎病毒 (HBV) 感染中,DNA 病毒通常诱导 I 型和 III 型干扰素和 ISGS 表达不足,但诱导促炎细胞因子表达,据报道,促炎细胞因子表达以干扰素非依赖性方式抑制 HBV 感染并降低宿主易感性。 此外,促炎细胞因子通过诱导效应淋巴细胞活化和募集中性粒细胞来清除病毒感染。

研究发现

蛋白质的翻译后修饰 (PTM),特别是磷酸化、乙酰化和泛素化,对模式识别受体 (PRR) 依赖性炎症反应具有不同的影响。 一旦检测到病毒DNA,HNRNPA2B1在ARG226位点去甲基化,随后启动IFN表达。 IF16 的乙酰化是其炎症小体激活和 IFN 产生的先天反应所必需的。 HDAC6 介导的 RIG-1 脱乙酰化对其病毒 RNA 感应活性至关重要。 研究人员发现,HSV-1感染诱导的酪氨酸204上RPSA磷酸化对于促进促炎细胞因子的表达至关重要,但负责这种磷酸化的磷酸激酶仍有待确定。 重要的是,即使在细胞中没有病毒核酸的情况下,Y204 上 RPSA 构成的激活也会促进 IL-1B 表达并增强SMARCA5结合。 这表明这种关键的 PTM 对于 RPSA 触发靶位点的表观遗传修饰至关重要,但可能不负责感应病毒核酸。 迫切需要阐明RPSA如何感知核酸的潜在机制。

核 RPSA 感知病毒核酸并加速 HSV-1 感染后促炎细胞因子的表达。

表观遗传调控是控制炎性细胞因子表达的重要途径,已成为炎症相关疾病的干预策略。 ISWI 复合物 ATP 依赖性动员核小体并重塑染色质,从而调节靶基因的转录。 ISWI 复合物已被证明可增强 NF-B 转录活性,从而在病毒感染后的肿瘤生长和促炎细胞因子表达中发挥重要作用。 核基质蛋白支架附着因子 A (SAFA) 在识别病毒 RNA 后与 ISWI 染色质重塑复合物相互作用,随后改善干扰素和促炎细胞因子基因增强子和超增强子区域的染色质可及性。 在这项研究中,我们发现SMARCA5复合物锚定在促炎基因的启动子上,并在表观遗传学上增强基因表达,这是必需的RPSA,突出了染色质修饰剂与先天免疫反应之间的串扰机制。 RPSA、NF-B和SMARCA5之间相互作用的结构基础值得进一步研究。 此外,RPSA是否会影响其他DNA顺式调节元件(如增强子或超增强子)的染色质可及性仍有待进一步阐明。

核糖体蛋白参与病毒基因的复制和转录以及病毒蛋白的翻译,在病毒感染过程中起重要作用。 此外,核糖体蛋白已被证明参与抗病毒先天免疫信号通路的调节。 RPSA,也称为 37-67-kDa 层粘连蛋白受体,已被发现与多种疾病有关,包括感染、肿瘤和神经退行性疾病。 RPSA 突变也可导致先天性脾功能不全,说明 RPSA 在组织分化中的作用。 RPSA的细胞核和核仁定位较早。 据报道,RPSA 可将 DNA 损伤修复蛋白 RNF8(无名指蛋白 8)和 BRCA1(乳腺癌 1)分离到核仁的等待储备中。 然而,RPSA在病毒感染和炎症中的作用和潜在机制尚不清楚。 在这项研究中,研究人员发现,核RPSA在病毒感染后与NF-B p65亚基相互作用,并参与促进促炎细胞因子基因的转录。 这项研究为核糖体蛋白调控先天免疫和炎症的新机制提供了有价值的见解,并加深了我们对核糖体蛋白在抗病毒先天免疫应答中的非经典功能的理解。

研究结论

总之,这项研究揭示了一种新的核先天受体RPSA,它通过调节表观遗传修饰选择性地促进NF-B触发的促炎细胞因子的表达,从而揭示了对宿主-病毒相互作用的理解。 本研究结果也为病毒性传染病的控制提供了潜在的靶点。

参考资料: 注:本文旨在介绍医学研究的进展,不能作为**方案的参考。 如果您需要健康指导,请到正规医院就诊。

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