科技進展 | 中山大學郭德銀教授團隊揭示細胞新型自噬受體調控機體抗病毒天然免疫反應的新機制

2021-01-13 健康科教


自噬是一個保守的過程,但其在調節抗病毒先天免疫力中的直接作用仍知之甚少。


2020年7月1日,中山大學醫學院郭德銀團隊在Cell Research 在線發表題為「A novel selective autophagy receptor, CCDC50, delivers K63 polyubiquitination-activated RIG-I/MDA5 for degradation during viral infection」的研究論文,該研究通過高通量篩選,發現CCDC50發揮了以前未知的自噬受體的作用,該受體負調節由RIG-I樣受體(RLRs)(RNA病毒的傳感器)引發的I型幹擾素(IFN)信號傳導途徑。


病毒感染可增強CCDC50的表達,並且CCDC50特異性識別K63-多泛素化RLR,從而提供活化的RIG-I / MDA5進行自噬降解。通過晶體結構分析證實了CCDC50與吞噬膜蛋白LC3的結合。與其他已知的與LC3的LIR對接位點(LDS)或UIM對接位點(UDS)相關的自噬貨物受體相反,CCDC50可以與LDS和UDS結合,這代表了一種新型的貨物受體。在RNA病毒感染的小鼠模型中,CCDC50缺乏會減少RIG-I / MDA5的自噬降解並促進I型IFN反應,從而導致病毒抵抗力增強和存活率提高。這些結果揭示了自噬與抗病毒先天免疫反應之間的新聯繫,並為RLR介導的抗病毒信號的調節機制提供了更多見解。



作為抵抗病毒入侵的第一道防線,宿主先天免疫系統在進化上是保守的。病毒感染後,先天性抗病毒反應通過模式識別受體(PRR)對病原體相關分子模式(PAMP)的識別而被激活,最終產生幹擾素,炎性細胞因子和趨化因子以消除病原體。跨膜或胞漿PRR識別具有不同特徵的不同病原體衍生核酸,包含RIG-1,MDA5和RLR在識別細胞質中的病毒RNA中起重要作用。RIG-1和MDA5通過募集線粒體抗病毒信號蛋白(MAVS)來感知胞質病毒RNA並啟動先天性免疫信號級聯,從而激活NF-κB-和IRF3 / IRF7介導的I型幹擾素(IFN)反應並建立抗病毒狀態。


IFN應答不僅對先天抗病毒免疫至關重要,而且對適應性免疫也有深遠影響。但是,過度的免疫應答會導致免疫介導的組織損傷和自身免疫紊亂。因此,必須嚴格調節IFN的激活和信號通路維持免疫穩態。先前的研究表明自噬及其成分直接參與IFN信號通路的正向和負向調節。例如,自噬蛋白ATG5能夠在感染水泡性口炎病毒(VSV)或仙臺病毒(SeV)的過程中促進漿細胞樣樹突狀細胞中TLR7介導的IFN的產生,自噬途徑可以靶向IFN反應途徑的關鍵信號蛋白,例如RIG-1的p62依賴性自噬降解,cGAS, STING和NDP52介導的MAVS自噬降解。這些研究表明自噬在IFN相關的免疫信號傳導中起重要作用。然而,病毒感染後選擇性降解激活的RIG-I / MDA-5的機制仍不完全清楚。


該研究進行了基於全基因組CRISPR / Cas9的文庫篩選,研究了涉及RNA病毒誘導的IFN反應的細胞負調控因子,並確定了含有捲曲螺旋結構域的蛋白50(CCDC50)(也稱為Ymer)作為IFN信號傳導負調控因子。CCDC50在組織和器官中無處不在表達。先前的研究表明,CCDC50可以抑制配體介導的表皮生長因子受體(EGFR)下調,並在NF-κB和Fas信號通路中起多功能調節劑的作用。CCDC50是慢性淋巴細胞性白血病(CLL)和mantle細胞淋巴瘤(MCL)生存的必需條件。最近,CCDC50被證明可通過Ras / Foxo4信號通路促進肝細胞癌。


該研究提供的證據表明CCDC50是一種新型的自噬貨物受體,可以識別並傳遞K63-多聚泛素激活的RIG-I / MDA5進行降解,從而將活性信號(K63-Ubn-RIG-I / MDA5)轉換為負調控信號。該研究建議CCDC50具有參與IFN反應的負調節和抗病毒先天免疫的先前未表徵的功能,並可能提供抗病毒感染的新目標。


參考原文:

https://www.nature.com/articles/s41422-020-0362-1





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