曹雪濤課題組Immunity發文揭示病毒免疫逃逸新途徑

天然免疫為機體抵禦病毒等外界病原體的入侵提供了第一道防線。當天然免疫細胞識別了病毒的核酸或者蛋白產物等，可通過天然免疫受體和多種接頭蛋白激活下遊的信號轉導分子TBK1激酶，進而誘導I型幹擾素的表達。

幹擾素的產生對於機體維持穩態至關重要，幹擾素產生不足則機體無法有效抵抗病毒感染，而過多的幹擾素則會造成機體組織損傷，甚至自身免疫病的發生發展。因此，如何精密調節天然免疫的活化和及時終止其反應是免疫學的重要研究領域。

天然免疫信號轉導過程中關鍵蛋白的表達以及活性受到多種翻譯後修飾（PTM）的調控。長鏈非編碼 RNA（lncRNA）是近年來研究熱點，其作用機制多樣，為解釋病毒與機體天然免疫的博弈提供了新的視角。lncRNA 與蛋白質分子發生相互作用並調控蛋白質的翻譯後修飾，是目前細胞分化發育、功能調控及其疾病發生發展機制研究的熱點。

然而，在抗病毒天然免疫應答調控領域，是否存在lncRNA通過影響天然免疫關鍵信號蛋白分子的PTM來調控抗病毒天然免疫呢？病毒感染狀態下lncRNA拷貝數的變化是否會影響它與天然免疫蛋白分子的相互作用呢？病毒能否利用宿主lncRNA或蛋白翻譯後修飾以利於自身免疫逃逸呢？這些問題仍需要深入研究。

2020年12月16日，曹雪濤院士團隊在著名免疫學期刊Immunity發表題為「Decreased Expression of the Host Long-Noncoding RNA-GM Facilitates Viral Escape by Inhibiting the Activity of the Kinase TBK1 via S-glutathionylation」的論文，對這些科學問題進行了深入的探討。論文通訊作者為曹雪濤，第一作者為浙江大學基礎醫學院博士生王羽佳。

作者檢測了VSV病毒感染後巨噬細胞中表達下調的全部lncRNA，對其中下調最顯著的10個lncRNA進行過表達功能篩選，鑑定到其中一個lncRNA，根據其功能命名為lncRNA-GM（Glutathionylation modification），能夠顯著促進幹擾素的產生並抑制病毒複製。接著作者使用多種病毒刺激巨噬細胞，發現均可下調這種lncRNA的數量。

課題組進一步明確了lncRNA-GM對I型幹擾素(IFN-I)的正向調控功能。猜測病毒可能通過抑制lncRNA-GM的表達從而抑制宿主免疫反應、實現免疫逃逸。利用信號通路分析結合體外激酶試驗，作者發現lncRNA-GM能夠通過影響TBK1的激酶活性及磷酸化發揮作用。

為了深入探究lncRNA-GM調控IFN-I的分子機制，作者利用質核分離及RNA螢光原位雜交（FISH）試驗確定lncRNA-GM主要定位在胞漿。接著通過CHIRP試驗鑑定lncRNA-GM在靜息狀態下與穀胱甘肽轉移酶GSTM1結合。RIP-seq的結果驗證了兩者的相互作用，表明lncRNA-GM可能通過GSTM1發揮作用。GSTM1能夠催化靶蛋白發生穀胱甘肽化修飾，但其在抗病毒免疫反應中的功能尚不清楚。作者發現GSTM1能夠在病毒刺激的情況下結合TBK1，並且這種結合受到lncRNA-GM的抑制。

進一步的功能試驗發現GSTM1能夠催化TBK1第637位半胱氨酸發生S-穀胱甘肽化修飾，並削弱其磷酸化及激酶活性。作者使用穀胱甘肽化修飾的泛抗體及TBK1 C637位穀胱甘肽化修飾的特異性抗體驗證了lncRNA-GM能夠減弱這種修飾。

宿主通過代謝調控天然免疫是近年來的研究熱點。作者發現多種病毒刺激均可上調巨噬細胞內氧化型穀胱甘肽（GSSG）的含量增加。

作者使用GSSG的類似物NOV-002預處理巨噬細胞，也能夠在lncRNA-GM作用的同一層面下調IFN-I的表達。進一步驗證了GSSG能夠結合到TBK1上引發穀胱甘肽化修飾，為幹擾素相關疾病提供了潛在藥物靶點。

綜上，該研究發現病毒感染下調lncRNA-GM的表達，會造成TBK1的S-穀胱甘肽化修飾水平的升高，抑制抗病毒幹擾素的產生，有助於病毒實現免疫逃逸。

研究結果為lncRNA調控抗病毒天然免疫應答提出了一種新的作用機制，並提出了代謝物GSSG和TBK1的S-穀胱甘肽化修飾在抗病毒天然免疫中的新功能。

原文連結：https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(20)30497-0

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