PLOS Pathogens:中科院武汉病毒所王延轶研究组发现抗病毒天然免疫

摘要 : 2017年4月17日，国际微生物学知名期刊《PLOS Pathogens》在线发表了中国科学院武汉病毒研究所王延轶研究团队在抗病毒天然免疫方面取得了新的进展

2017年4月17日，国际微生物学知名期刊《PLOS Pathogens》在线发表了中国科学院武汉病毒研究所王延轶研究团队在抗病毒天然免疫方面取得了新的进展，研究发现GPATCH3可以抑制下游信号复合物的形成，负调控RIG-I样受体介导的天然免疫信号通路。相关论文题为“GPATCH3 negatively regulates RLR-mediated innate antiviral responses by disrupting the assembly of VISA signalosome”。中科院武汉病毒研究所博士研究生聂映为第一作者，王延轶研究员为本文通讯作者。

模式识别受体(Pattern recognition receptors，PRRs)是宿主抵抗病原微生物的第一道屏障，在细胞抗病毒天然免疫过程中发挥重要功能。RIG-I和黑色素瘤分化相关基因5(melanoma differentiation-associated GENE 5，MDA5)是RIG-I样受体(RIG-I like receptors，RLRs)家族的成员，可以识别病毒释放到胞浆中的RNA，通过一系列信号级联反应，诱导I型干扰素及炎症因子的产生，建立抗病毒免疫反应。

在RIG-I样受体介导的信号通路中，接头蛋白VISA复合物(VISA signalosome)的形成是该信号通路激活所必须的。王延轶研究员在以往的研究中发现WDR5促进VISA信号复合物的组装和稳定，调控RIG-I样受体介导的天然免疫信号通路。本研究中，王延轶团队通过对cDNA表达克隆的筛选，发现了抗病毒天然免疫中又一个重要的调节因子GPATCH3 (G-patch domain containing protein)。在细胞内过量表达GPATCH3，可以抑制RNA病毒SeV诱导的IFN-b报告基因的激活;而敲低GPATCH3的表达，RNA病毒诱导IFN-B1及其下游基因的转录明显增强(图1)。而且当GPATCH3的表达水平下降后，SeV和VSV的复制明显被抑制，表明GPATCH3可以抑制细胞的抗病毒免疫反应(图2)。 接下来，研究人员利用CRISPR-Cas9技术构建了GPATCH3基因敲除细胞。与野生型细胞比较，RNA病毒感染后，GPATCH3基因敲除细胞IFNB1基因的转录明显增强，在GPATCH3敲除细胞中回补GPATCH3后，RNA病毒诱导的IFNB1基因的转录水平与野生型细胞在相似水平，进一步说明了GPATCH3可以负调控RIG-I样受体介导的天然免疫信号通路。

GPATCH3作用机理研究表明，病毒可以诱导GPATCH3与定位于线粒体的VISA相互作用，阻止VISA复合物(VISA/TRAF6/TBK1)的形成(图3)，抑制RIG-I受体介导的天然免疫信号通路，利于病毒免疫逃逸。

该研究发现了细胞抗病毒天然免疫反应中又一个重要的调节因子-GPATCH3。通过一系列的GPATCH3敲低/敲除和过表达实验，证实了GPATCH3可以负调控RIG-I受体介导的免疫信号通路，抑制细胞的抗病毒免疫反应。该研究同时揭示了GPATCH3通过阻碍VISA复合物形成发挥负调控作用的分子机制，有助于人们进一步了解抗病毒天然免疫信号通路的调节途径。


图1 敲低GPATCH3的表达，RNA病毒诱导IFN-B1及其下游基因的转录明显增强


图2 GPATCH3抑制细胞的抗病毒免疫反应


图3 GPATCH3阻止VISA复合物(VISA/TRAF6/TBK1)的形成

原文链接：

GPATCH3 negatively regulates RLR-mediated innate antiviral responses by disrupting the assembly of VISA signalosome

原文摘要：

Upon viral infection, retinoic acid–inducible gene I–like receptors (RLRs) recognize viral RNA and trigger a series of signaling events, leading to the induction of type I interferons (IFNs). These processes are delicately regulated to prevent excessive and harmful immune responses. In this study, we identified G patch domain-containing protein 3 (GPATCH3) as a negative regulator of RLR-mediated antiviral signaling pathways. Overexpression of GPATCH3 impaired RNA virus- triggered induction of downstream antiviral genes, whereas its knockdown had opposite effects and attenuated viral replication. In addition, GPATCH3-deficient cells had higherIFNB1 mRNA level compared with control cells after RNA virus infection. Mechanistically, GPATCH3 was recruited to VISA in a viral infection dependent manner and the assembly of VISA/TRAF6/TBK1 signalosome was impaired in GPATCH3-overexpressing cells. In contrast, upon viral infection, the recruitment of TRAF6 and TBK1 to VISA was enhanced in GPATCH3 deficient cells. Taking together, our findings demonstrate that GPATCH3 interacts with VISA and disrupts the assembly of virus-induced VISA signalosome therefore acts as a negative regulator of RLR-mediated innate antiviral immune responses.

doi:10.1371/journal.ppat.1006328

作者：王延轶

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