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高成江团队揭示
LTN1
在负调控kongRLR介导的抗病毒先天免疫中的作用
2023-12-24
·
生物制品圈
病毒性传染病严重危害人类生存和健康,宿主免疫监测系统通过模式识别受体(PRRs)检测病毒核酸。RIG-I(RNA传感器RIG-I)样受体(RLRs)是负责快速识别病毒RNA的细胞质RNA解旋酶。在细胞质中识别病毒衍生的RNA后,
RIG-I
和
MDA5
与关键的衔接分子MAVS(线粒体抗病毒信号蛋白)相互作用,传递病毒信号。MAVS随后在线粒体上迅速形成朊病毒样聚集体,以触发下游
TBK1
和
IRF3
的激活,从而进一步诱导I型干扰素(IFN)和干扰素刺激基因(ISG)的产生。
RIG-I
和
MDA5
的适度表达和激活对于诱导抗病毒先天免疫反应和促进IFN-β分泌至关重要。然而,不受抑制的
RIG-I
和MDA5的表达可能通过诱导RLR诱导的信号过度激活而导致
自身炎症
和
自身免疫性疾病
。因此,RLR信号传导的严格调控对于确保在没有有害免疫病理学的情况下成功消除病毒至关重要。运输所需的内体分选复合物(ESCRT)系统能够捕获泛素化的蛋白质,并将其分选到晚期内体的管腔内小泡中。这些小泡成熟为多泡体/MVBs,最终与溶酶体融合促使蛋白质降解。然而,ESCRT系统在RLRs降解中的作用目前尚不清楚。近日,山东大学基础医学院高成江教授团队在Autophagy在线发表题为
LTN1
promotes
RLR
degradation to inhibit immune response to RNA virus through the ESCRT pathway 的研究成果,揭示了
RIG-I
和MDA5降解的新机制,并确定了
LTN1
在负调控
RLR
介导的抗病毒先天免疫中的作用,这可能为干预病毒
感染
提供新的靶点。
病毒感染
机体的大量复制会触发核糖体相关蛋白质量控制(ribosome-associated quality control,RQC)系统活化,导致宿主蛋白质合成稳态失衡,但RQC系统在抗病毒免疫反应中的功能和调控机制并不清楚,因此作者首先验证了RQC系统核心组分
LTN1
的抗病毒功能。作者构建了
LTN1
条件敲除小鼠,通过体外培养腹腔巨噬细胞、骨髓来源的巨噬细胞,用5’PPP-RNA、SeV、EMCV等分别刺激,发现
LTN1
敲除的巨噬细胞表达I型干扰素的能力增强;
LTN1
缺失后,VSV病毒的复制受到抑制。通过免疫印迹实验发现RLR信号通路中
IRF3
和
TBK1
的磷酸化在敲除
LTN1
的细胞中明显升高,这表明敲除
LTN1
促进了RLRs信号通路的激活进而促进了I型干扰素的产生。作者进一步研究了
LTN1
在体内抗病毒反应中的生理意义。相比于野生型小鼠,作者发现在LTN1敲除小鼠血清中VSV病毒诱导的IFNB的分泌明显升高,小鼠的脾脏、肝脏和肺中,Ifnb1的表达上调,VSV病毒的复制和滴度的明显降低,
VSV感染
后观察到严重的
肺损伤
相比于野生型小鼠明显减轻,死亡率下降。这些发现表明
LTN1
缺陷小鼠比野生型小鼠更能抵抗
RNA病毒感染
RNA
病毒感染。为了揭示
LTN1
抑制
RLR
介导的免疫的分子机制,作者通过qRT-PCR,免疫共沉淀,免疫荧光等实验技术明确
LTN1
的靶点为
RIG-I
及
MDA5
,并促进两者降解。RQC系统关键组分
NEMF
、
TCF25
可与
LTN1
形成复合物帮助有缺陷或异常的多肽降解。因此作者分别构建了
NEMF
、TCF25 293T敲除细胞系,研究发现敲除
NEMF
或
TCF25
,
LTN1
仍就促进的
RIG-I
和
MDA5
蛋白降解。这提示
LTN1
可能独立于RQC系统发挥新功能。作者进一步研究发现,
LTN1
与
RIG-I
及
MDA5
在内体上存在共定位,ESCRT-0包括
HGS
和
STAM
,它们对于将泛素化的物质分选到内体中至关重要。作者在细胞中敲低或者敲除
HGS
和
STAM
组分,
LTN1
不再促进的RIG-I和
MDA5
蛋白降解。这些数据表明
LTN1
通过ESCRT系统介导
RIG-I
和
MDA5
的降解。
LTN1
是一种参与核糖体异常新生链泛素化修饰的
E3泛素连接酶
,同时ESCRT系统也主要降解泛素化的蛋白。因此,作者接下来探究了
LTN1
介导的
RIG-I
和
MDA5
的降解是否通过蛋白泛素化发生。通过免疫共沉淀实验,作者发现
LTN1
明显增加了
RIG-I
和MDA5的K63链接的泛素化水平,但是
LTN1
缺失RING结构域或酶活位点突变后仍然可以增加
RIG-I
和MDA5的泛素化水平,这些数据表明,
LTN1
独立于其E3酶活性促进
RIG-I
和MDA5的多泛素化。因此作者假设LTN1可能招募其他E3连接酶进行K63连接的多泛素化。通过对
LTN1
相互作用蛋白的质谱分析,作者发现E3泛素连接酶TRIM27是
LTN1
潜在的候选结合蛋白。进一步通过重组蛋白体外结合实验显示
TRIM27
不能直接与
RIG-I
和
MDA5
相互作用,
LTN1
促进了
TRIM27
与
RIG-I
和
MDA5
的相互作用。体外泛素化实验表明LTN1招募E3泛素连接酶TRIM27促进了
RIG-I
和MDA5的泛素化。在这项研究中,作者发现
LTN1
可以增加
RIG-I
和
MDA5
的K63连接的多泛素化。这种K63连接的多泛素化通过ESCRT依赖性途径促进
RIG-I
和
MDA5
蛋白的分选和降解。进一步的通过质谱发现LTN1通过招募E3泛素连接酶TRIM27介导了
RIG-I
和MDA5的K63连接的多泛素化。LTN1敲除能够促进小鼠对RNA
病毒感染
的先天抗病毒免疫反应。因此,该工作揭示了
RIG-I
和
MDA5
降解的新机制,并确定了
LTN1
在负调控
RLR
介导的抗病毒先天免疫中的作用,这可能为
病毒感染
的干预提供新的靶点。山东大学基础医学院博士研究生秦菲、蔡宝珊为本文共同第一作者,
山东大学
高成江教授、刘冰玉教授为共同通讯作者。原文链接:https://www-tandfonline-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1080/15548627.2023.2291939识别微信二维码,添加生物制品圈小编,符合条件者即可加入生物制品微信群!请注明:姓名+研究方向!版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。
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机构
山东大学
适应症
自身炎症性疾病
自身免疫性疾病
感染
[+3]
靶点
LTN1
MDA5
TBK1
[+10]
药物
RGT-100
标准版
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