最新研究解析樹鼩抗病毒天然免疫通路基因特異性

　　樹鼩是靈長類動物的近親，作為實驗動物具有應用價值，日漸受到重視。前期，中國科學院昆明動物研究所研究員姚永剛團隊利用新一代測序技術，完善和更新樹鼩基因組（KIZ version 1，Nat. Commun. 2013；KIZ version 2，Zool. Res.），利用新版基因組，可更好認識樹鼩的遺傳特性，解釋其用于人類疾病動物模型，特別是病毒感染模型創建的遺傳基礎。例如，該團隊研究樹鼩基因組中抗病毒天然免疫基因RIG-I缺失現象，發現樹鼩MDA5（tMDA5）能夠替代缺失的RIG-I功能、識別RIG-I特異性識別的病毒、結合與RIG-I相互作用的蛋白STING（又稱MITA/ERIS/MPYS）、誘導干擾素β的產生。tMDA5獲得更強大的抗病毒功能，可能是因為其受到正選擇作用。該研究從樹鼩RIG-I基因缺失出發，結合功能實驗，展現出哺乳動物抗病毒天然免疫的適應性和功能多樣性。樹鼩中RIG-I基因缺失，是否對抗病毒天然免疫通路中的其他基因也有影響，該問題的答案尚不明確。

　　近期，姚永剛團隊發現位于內質網的接頭蛋白STING在樹鼩細胞中存在兩種不同的轉錄本。STING可動態監控細胞內DNA及環二核苷酸（cyclic dinucleotides，CDNs）的異常存在，從而發揮承上啟下的抗微生物感染的樞紐功能。與全長的樹鼩STING基因（tSTING-FL）相比，短的樹鼩STING轉錄本（tSTING-mini）缺失羧基C末端結構域（CTD）。tSTING這兩種轉錄本在RNA病毒和DNA病毒誘導下，存在不同的抗病毒功能，tSTING-FL保持其原始功能，可更明顯地激活DNA病毒誘發的天然免疫信號通路，發揮抗DNA病毒作用。與tSTING-FL不同，在細胞靜息狀態下，tSTING-mini就與tMDA5/tLGP2、tIRF3存在相互作用，在RNA病毒感染后，tMDA5/tLGP2介導的信號通路以更快速度啟動；該信號通路在tLGP2協助下，可更強烈地激活I型干擾素的表達。此外，由于tSTING-mini在靜息狀態下就與tIRF3相互作用，在RNA病毒感染時，可快速磷酸化IRF3，并導致其入核。上述改變使tSTING-mini展示出更快更強的抗RNA病毒能力。在完成一系列快速高效的抗RNA病毒反應后，tSTING-mini可被細胞核中的E3泛素連接酶復合體tDTX3L-tPRAP9降解，從而避免免疫過激。該研究揭示樹鼩天然免疫信號通路基因STING在調節抗DNA病毒和RNA病毒功能中的重要性，有利于更深入認識抗病毒信號通路的分子機制。相關研究成果以An Alternative Splicing of Tupaia STING Modulated Anti-RNA Virus Responses by Targeting MDA5-LGP2 and IRF3為題，發表在Journal of Immunology上。副研究員許凌是該論文的第一作者，姚永剛為論文通訊作者。

　　此外，在另一項研究中，研究人員關注丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）感染過程中影響感染高度種屬特異性的線粒體抗病毒信號蛋白（MAVS）基因，該基因和RIG-I/STING等位于同一通路。樹鼩可感染HCV，但整體上HCV感染率低，極少形成持續性感染，其原因尚不明確。在人肝細胞中，HCV感染后，其編碼的絲氨酸蛋白激酶NS3/4A在第508位氨基酸位置上切割人MAVS蛋白（hMAVS），從而逃逸MAVS介導的宿主抗病毒的先天免疫應答反應，實現病毒增殖。該研究團隊的前期研究發現，在結構和功能上，樹鼩MAVS（tMAVS）和人MAVS具有一定的保守性（Dev. Comp. Immunol. 2015）。HCV感染樹鼩原代肝細胞后，病毒可以復制。HCV NS3/4A可與tMAVS共定位，識別其第508位保守的半胱氨酸，進而切割tMAVS。tMAVS蛋白的第506位氨基酸殘基是谷氨酸，雖然不是hMAVS中的纈氨酸，但是仍可支持NS3/4A切割tMAVS。NS3/4A對tMAVS切割后，可抑制下游IRF3介導的干擾素β的產生，但不影響NF-κB信號通路的激活狀態。相關研究成果以Tupaia MAVS is a dual target during HCV infection for innate immune evasion and viral replication via NF-κB為題，發表在Journal of Immunology上。許凌和副研究員余丹丹為該論文的共同第一作者，姚永剛為論文通訊作者。

　　研究工作得到研究員鐘勁、陳新文和鄭永唐的大力支持，獲得國家自然科學基金（NSFC）-云南聯合基金項目、NSFC青年基金項目、中科院和云南省項目的資助。

樹鼩抗病毒天然免疫通路基因的特異性。A.樹鼩STING的不同轉錄本參與RNA病毒介導的抗病毒分子機制；B.樹鼩MAVS在HCV感染過程中的信號傳導中發揮雙重角色作用