RIG-Ⅰ信号转导途径在机体抗病毒中的作用

在真核生物体内,除了能够识别入侵机体的病毒RNA的TOLL样受体外,近年来发现了另一种能够识别病毒RNA的细胞质内受体--RIG-I.RIG-I能够识别病毒的RNA组分,并通过自身的CARD与下游信号分子MAVS的CARD相互作用来传递信号,激活细胞转录因子IRF-3和NF-κB,使其进入细胞核内,诱导β干扰素的表达,从而启动固有免疫应答和调节随后的获得性免疫应答,增强机体抵抗病毒的能力.另外,近年来的研究还发现了两个与RIG-I任序列、功能上都有很大相似性的病毒RNA识别蛋白质:MDA5和LGP2.     

RIG-I样受体与RNA病毒识别

RIG-I样受体(RIG-I like receptors,RLR)是一类新发现的模式识别受体,能够识别细胞质中的病毒RNA,通过RLR级联信号诱导干扰素和促炎症细胞因子的产生,对抗病毒天然免疫的建立起着非常重要的作用.RLR信号通路既受宿主的严格调控,也能够作为病毒逃避宿主干扰素反应的靶点.本文重点讨论了RLR及其在RNA病毒识别和抗病毒天然免疫中的作用.     

RIG-I的基因结构、进化及功能

RIG-I(retinoic acid-inducible gene-I)是一种细胞质内识别病毒RNA的受体,广泛存在于多种组织和细胞中。其结构上包括一个N-端的半胱天冬酶募集结构域(caspase recruitment domain, CARD)、RNA解旋酶结构(RNA helicase domain)和C-端调控或抑制结构域(C-terminal regulatory or repressed domain, CTD/RD)。最近的研究发现, RIG-I除了具有抗病毒功能外,还参与抗菌、抗癌,调控细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程。为了更全面、系统地了解RIG-I,该文对RIG-I的基因结构、进化及功能进行了综述,以期为病原体感染和癌症的研究提供参考。     

宿主细胞应答病毒感染的细胞信号转导研究新进展

机体如何识别以及清除入侵的病毒一直是分子免疫学研究的重点.早期的研究揭示,病毒的入侵可诱导表达大量的IFNβ,PKR等抗病毒蛋白分子.这些蛋白质分子通过多种方式造成被侵染细胞表现出特殊的状态或迅速凋亡,从而控制病毒的复制和传播,同时诱导产生大量细胞因子和趋化因子等,启动适应性免疫反应的进程.但是,该领域研究的一个重要瓶颈是对于病毒与宿主细胞相互作用的最早期信号事件了解甚微.近几年的研究工作在先天性免疫系统如何识别早期病毒的入侵方面取得了重大进展.TLR3和RIG-I/MDA5细胞信号转导通路,是最近发现的宿主细胞识别与应答病毒的重要调节机制.它们利用不同的细胞信号转导机制诱导先天性免疫反应,主要参与脊椎动物细胞识别和清除RNA病毒的原发抗感染过程,是机体先天免疫系统的一种重要反应机制,直接影响后续适应性免疫系统的作用.就这些细胞信号转导通路在先天性免疫应答中的研究进展做了概述与展望.     

RIG-I敲除293T细胞系的建立及其对B型流感病毒复制的影响

CRISPR/Cas9基因编辑技术是通过人工设计的单向导RNA(Single-guide RNA,sgRNA)指导Cas9蛋白对目的基因靶位点进行特异性的识别、结合和切割后,通过细胞的非同源末端连接或同源末端重组修复机制来完成对基因组的敲除与敲入的编辑技术。RIG-I是机体的一种模式识别受体,能够识别胞质中的含5′-三磷酸基团的RNA,并通过与下游信号分子MAVS相互作用,激活IRF3/7和NF-κB,从而启动I型干扰素和炎性因子的表达。已有研究表明,B型流感病毒(IBV)在感染早期能够上调RIG-I的表达水平。为了探索RIG-I是否为B型流感病毒激活抗病毒天然免疫信号通路的主要受体及其对IBV复制的影响,本研究利用CRISPR-Cas9技术对293T细胞中的RIG-I基因进行了敲除,经嘌呤霉素压力筛选到了一株稳定敲除RIG-I基因的293T(RIG-I-/-293T)细胞系。Western blotting检测发现,IBV或仙台病毒感染后该细胞系中RIG-I不再表达,说明该敲除细胞系构建成功。IBV感染RIG-I-/-293T细胞后,干扰素、炎性因子及干扰素刺激基因的转录水平与野生型293T细胞相比明显下降,并且在RIG-I-/-293T细胞中检测不到p65和IRF3磷酸化,表明IBV感染早期细胞因子的表达主要依赖于RIG-I信号通路的激活。IBV在野生型及RIG-I-/-293T细胞中的多步生长曲线表明,RIG-I可抑制IBV的复制。以上结果表明,RIG-I敲除的293T细胞系构建成功,RIG-I是IBV激活下游抗病毒天然免疫信号通路的主要受体之一,且对IBV的复制具有负调控作用,该研究为探索IBV的感染机制奠定了基础。     

宿主-病毒在RIG-I信号通路中的相互作用

维甲酸诱导基因-I(retinoic acid-inducible gene-I,RIG-I)已经被鉴定为RNA病毒感染的细胞传感元件,它与线粒体衔接蛋白MAVS/IPS-1/VISA/Cardif相互作用,诱导I型干扰素(interferon,IFN)介导的宿主抗病毒感染天然免疫.然而,许多病毒已经进化出了种种策略破坏RIG-I介导的信号通路.宿主-病毒的这种相互作用为揭示病毒感染的致病机理和发现开发抗病毒药物的靶标提供了机遇.本文主要综述RIG-I信号通路及不同病毒用来逃避RIG-I信号的策略.     

抗病毒免疫中干扰素与炎症信号通路的交互调控：防御反应与维持稳态

天然免疫是机体通过识别自身或外部危险信号后,为维持体内稳态而逐步建立起来的一系列防御反应,当宿主细胞内的模式识别受体识别胞内病原相关分子模式后激活干扰素(interferon, IFN)、核因子-kappa B (nuclear factor-kappa B, NF-κB)和炎性小体等信号通路。IFNs在天然免疫应答中发挥重要作用,它诱导的抗病毒基因能够通过多种方式抵御病毒的感染,炎症反应则是机体自动的防御反应,能够在病毒感染机体时释放促炎性细胞因子以调控机体的免疫反应,进而发挥抗病毒作用。在病毒感染过程中,IFN信号通路与炎症反应调控网络中的关键分子如NF-κB/RelA、PKR等存在一定的交互作用,此外,IFN信号通路及其产生的细胞因子又影响其他信号通路的活化,进而调控机体的免疫应答以维持自身稳态,它们之间的交互调控失衡将会引起过度炎症反应,导致组织器官的免疫病理损伤,例如SARS-CoV-2感染机体时产生的过度炎症反应。本文综述了机体抗病毒免疫过程中干扰素信号通路与炎症反应之间的交互调控,为研发抗病毒策略提供新思路。     

宿主模式识别受体介导的病毒免疫逃逸机制研究进展

随着病毒和机体斗争的不断发展,病毒逐步进化出各种免疫逃逸机制来躲避宿主的免疫应答,以实现增殖的目的。该文归纳总结了病毒通过宿主的Toll样受体、RIG-I样受体、DNA识别受体及NOD样受体等主要模式识别受体进行逃逸的机制,并且为深入探究病毒致病机制奠定基础,也为病毒疫苗和抗病毒药物的研发提供了新思路。     

RLRs家族中RIG-I和MDA-5的研究进展

非特异性固有免疫是预防病毒感染的第一道防线,Toll样受体(toll-like receptors,TLRs)和维甲酸诱导基因I样受体(RIG-I like receptors,RLRs)是感知病毒RNA的两个主要受体家族。RLRs为存在于胞浆中的RNA解旋酶家族,可识别在病毒感染或复制期间进入到胞浆内的单链或双链RNA。目前研究RLRs家族比较多的成员有维甲酸诱导型基因I(retinoic acid-inducible gene I,RIG-I)、黑色素瘤分化相关基因5(melanoma differentiation associated gene-5,MDA-5)及遗传学和生理学实验室蛋白2(laboratory of genetics and physiology 2,LGP2)。本文分别就RLRs家族中RIG-I和MDA-5结构、生物学作用及其信号传导中关键分子的研究进展作一概述。     

Immunity:抗真菌感染的天然免疫信号新发现

正CARD9蛋白是天然免疫系统中C-type lectin受体下游的结合蛋白,负责传递上游受体识别特定物质后产生的信号。C-type lectin受体主要包括dectin-1,dectin-2等,它们主要识别真菌或细菌细胞壁的组分。C-type lectin受体激活后会介导胞内的免疫信号,最终诱导NF-k B的激活与炎性因子的释放。最初时CARD9蛋白被发现与自身免疫病[比如IBD(immune bowel disease),强直性脊柱炎等等]有关,CARD9蛋白相关基因突变的患者中