本文選題：天然免疫反應(yīng)　切入點(diǎn)：GPATCH3　出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所)》2017年博士論文

【摘要】：天然免疫是機(jī)體在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中逐漸形成的一種免疫防御機(jī)制,是機(jī)體抵抗病毒感染的第一道防線。病毒感染宿主細(xì)胞后,細(xì)胞內(nèi)的模式識(shí)別受體(pathogen recognition receptors,PRRs)能夠識(shí)別病毒的病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs),起始一系列復(fù)雜的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo)I型干擾素及炎癥基因的表達(dá)。隨后,I型干擾素通過(guò)JAK-STAT信號(hào)通路誘導(dǎo)大量的抗病毒蛋白基因——干擾素刺激基因(interferon stimulated genes,ISGs)的轉(zhuǎn)錄。這些抗病毒蛋白及細(xì)胞炎癥因子共同抑制病毒的感染及復(fù)制,并促進(jìn)適應(yīng)性免疫反應(yīng)的發(fā)生。研究表明,RIG-I樣受體(RIG-I like receprors,RLRs)成員RIG-I(retinoic acid-inducible gene-1)和MDA5(melanoma differentiation-associated gene 5)能識(shí)別病毒在感染與復(fù)制過(guò)程中釋放在胞漿中的RNA。識(shí)別并結(jié)合病毒RNA的RIG-I及MDA5發(fā)生構(gòu)象變化,招募并激活位于線粒體上的重要接頭蛋白VISA(也稱作MAVS、IPS-1或Cardif)�；罨腣ISA發(fā)生朊病毒樣聚集并招募TRAF蛋白(TRAF2、TRAF5及TRAF6)、激酶TBK1及IKK,形成VISA復(fù)合物。隨后,激酶TBK1及IKK,分別激活轉(zhuǎn)錄因子IRF3及NF-?B,進(jìn)而誘導(dǎo)I型干擾素及炎癥因子的產(chǎn)生。然而,過(guò)低或過(guò)高的I型干擾素產(chǎn)生都會(huì)引起多種疾病的發(fā)生,嚴(yán)重威脅機(jī)體健康。因此,病毒誘導(dǎo)I型干擾素產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)節(jié)均受到機(jī)體嚴(yán)格的調(diào)控。在本研究中,為了進(jìn)一步揭示抗病毒天然免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控機(jī)制,我們通過(guò)表達(dá)克隆篩選的方式,篩選到一個(gè)能夠顯著抑制I型干擾素誘導(dǎo)表達(dá)的蛋白——GPATCH3(G-patch domain-containing protein 3)。GPATCH3廣泛表達(dá)于多個(gè)組織中,但該分子的生物學(xué)功能目前還未被報(bào)道。我們的研究發(fā)現(xiàn),過(guò)量表達(dá)GPATCH3能劑量依賴性地抑制RNA病毒SeV(Sendai virus)誘導(dǎo)的IFN-?啟動(dòng)子、ISRE及NF-?B報(bào)告基因的激活。降低細(xì)胞中GPATCH3的表達(dá)能夠增強(qiáng)SeV誘導(dǎo)的IFNB1、IFNB1下游基因ISGs以及炎癥基因的轉(zhuǎn)錄,但對(duì)DNA病毒HCMV及雙鏈DNA(dsDNA)HSV-120誘導(dǎo)的IFNB1的轉(zhuǎn)錄沒(méi)有影響。與此一致,降低GPATCH3的表達(dá)能夠顯著地抑制SeV和VSV(Vesicular stomatitis virus)兩種RNA病毒的復(fù)制。我們進(jìn)一步構(gòu)建了GPATCH3基因敲除細(xì)胞,與野生型細(xì)胞相比,GPATCH3基因敲除細(xì)胞受到RNA病毒感染后,IFNB1的轉(zhuǎn)錄顯著地增強(qiáng)。在作用機(jī)制研究方面,我們發(fā)現(xiàn),VISA是GPATCH3的作用靶標(biāo)分子。病毒感染能夠增強(qiáng)GPATCH3與VISA的相互作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),GPATCH3能夠減弱VISA-TBK1及VISA-TRAF6的相互作用,通過(guò)抑制VISA復(fù)合物的組裝從而負(fù)調(diào)控RLRs介導(dǎo)的天然免疫反應(yīng)。綜上,我們的研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)參與調(diào)控RLRs信號(hào)通路的蛋白GPATCH3,并揭示了其作用機(jī)制。由于VISA是模式識(shí)別受體RIG-I及MDA5下游的關(guān)鍵接頭蛋白,且VISA復(fù)合物的形成是RLRs介導(dǎo)的信號(hào)通路中極其重要的一步。因此,我們的研究對(duì)于深入認(rèn)識(shí)RLRs介導(dǎo)的抗病毒天然免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制具有重要意義。另外,本研究首次闡明了GPATCH3的生物學(xué)功能,為研究該分子的其他生物學(xué)功能奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Natural immunity is an immune defense mechanism of the body gradually formed in the long process of evolution, is the first line of the body against infection. The virus infection of host cells, intracellular pattern recognition receptors (pathogen recognition receptors, PRRs) to identify pathogen associated molecular patterns virus (pathogen-associated molecular patterns, PAMPs), starting a series of complex signaling cascade, induce the expression of type I interferon and inflammatory gene. Subsequently, interferon type I through JAK-STAT signaling pathway induced by antiviral protein radicals by - interferon stimulated genes (interferon stimulated, genes, ISGs) infection and replication transcription. These antiviral protein and cell inflammatory factors together to suppress the virus, and promote the adaptive immune response occurred. The study shows that the RIG-I like receptor (RIG-I like receprors RLRs RIG-I (RET) members Inoic acid-inducible gene-1 (melanoma) and MDA5 differentiation-associated gene 5 RIG-I and MDA5) to identify the virus infection and replication process release RNA. recognition in the cytoplasm and combined with viral RNA conformational change to recruit and activate in important adaptor protein VISA on mitochondria (also known as MAVS, IPS-1 or Cardif) activation. VISA prion like aggregation and recruitment of TRAF protein (TRAF2, TRAF5 and TRAF6), TBK1 kinase and IKK, the formation of the VISA complex. Subsequently, TBK1 kinase and IKK, respectively. The activation of the transcription factor IRF3 and NF-? B, and the induction of type I interferon and inflammatory cytokines. However, type I interferon is too low or too high which will cause a variety of diseases, serious threat to human health. Therefore, all aspects of virus induction of type I interferon production are subject to strict regulation of the body. In this study, in order to further reveal the resistance The regulation mechanism of toxin innate immune signal transduction, we cloned by screening the expression and screening to a GPATCH3 protein significantly inhibited the induction of type I interferon expression (G-patch domain-containing protein 3).GPATCH3 is widely expressed in multiple tissues, but the biological function of this molecule has not yet been reported. Our study found overexpression of GPATCH3, dose dependently inhibited the RNA virus SeV (Sendai virus) induced IFN- promoter, and ISRE? NF-? B activation of reporter genes. Decreased expression of GPATCH3 in cells can enhance SeV induced IFNB1 transcription of IFNB1 downstream gene ISGs and inflammatory genes, but the DNA virus HCMV and double chain DNA (dsDNA) did not affect the transcription of HSV-120 induced by IFNB1. Consistent with this, reduce the expression of GPATCH3 can significantly inhibit SeV and VSV (Vesicular stomatitis virus) two RNA virus complex System. We further constructed the GPATCH3 gene knockout cells compared with wild-type cells, GPATCH3 gene knockout cells infected with RNA, the transcription of IFNB1 significantly enhanced. In the mechanism study, we found that VISA is the target molecule of GPATCH3. Virus infection can enhance the interaction between GPATCH3 and VISA further study found that the interaction of GPATCH3 can decrease VISA-TBK1 and VISA-TRAF6, through the assembly of VISA complexes to inhibit the negative regulation of RLRs mediated innate immune response. In summary, our study found that one participates in the regulation of RLRs signaling pathway protein GPATCH3, and reveal its mechanism. Because VISA is a key downstream joint pattern recognition receptors RIG-I and MDA5 protein, and the formation of the VISA complex is an important signal pathway mediated by RLRs in one step. Therefore, our study for deep understanding RLRs mediated the regulation mechanism of antiviral innate immune response. In addition, this study first elucidated the biological function of GPATCH3, which laid the foundation for studying other biological functions of the molecule.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R392

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本文編號(hào)：1690033