禽类几种先天抗病毒免疫因子的研究进展

先天抗病毒免疫因子作为一种直接抗病毒的效应蛋白,为病原或干扰素(IFN)诱导所产生,在细胞内发挥早期抗病毒感染的作用,决定了机体抗病毒免疫反应状态。脊椎动物重要的抗病毒蛋白包括Mx、PKR、OAS、IFITM、ZAP等,其中,先天免疫因子Mx和IFITM是宿主关键的抗流感病毒蛋白,而针对Viperin抗病毒蛋白的抗病毒机制研究较深入。由于禽类先天免疫系统基础研究仍处于起步阶段,研究信息与进展较零散,本文归纳了这三种关键抗病毒蛋白的基本特性及禽类有关蛋白的最新研究进展。     

无脊椎动物先天免疫模式识别受体研究进展

免疫系统的基本功能是“自己”与“非己”识别.对入侵物的识别是免疫防御的起始,最终引发效应物反应系统,包括吞噬作用、包被作用、激活蛋白酶级联反应和黑化作用以及诱导抗菌肽的合成等,从而清除或消灭入侵物.研究证明,这种“非己”识别是因为存在某些特异性的、可溶的或与细胞膜结合的模式识别受体,可以识别或结合微生物表面保守的、而在宿主中又不存在的病原相关分子模式.模式识别受体通过对病原相关分子的识别启动先天免疫防御.近年来这方面的研究进展很快,已经在无脊椎动物中确定了多种模式识别受体,包括肽聚糖识别蛋白、含硫酯键蛋白、革兰氏阴性菌结合蛋白、清除受体、C型凝集素、硫依赖型凝集素、Toll样受体和血素等,并对其性质和功能进行了研究.     

线粒体——抗病毒感染的重要细胞器

线粒体不但是细胞内重要的能量提供者,而且在病毒感染后引起的细胞凋亡中扮演着极为重要的角色。新发现的线粒体抗病毒蛋白将线粒体与先天性免疫联系起来,这也意味着宿主免疫反应和细胞凋亡可能与线粒体密切相关,显示出线粒体在细胞内的重要作用,提示应加强对线粒体在抗病毒感染和治疗等方面作用的研究。     

RIG-Ⅰ介导的TLR非依赖性模式识别

天然免疫在机体抗病毒感染的过程中发挥重要作用.近年来,识别和感受病原体的一系列模式识别受体受到广泛关注,TLR（Toll-like receptor）便是这一领域中的热点,随着研究的深入,一类TLR非依赖性模式识别受体,逐渐活跃在天然免疫识别的舞台,这其中,解旋酶（helicase）家族中的重要成员--维甲酸诱导基因Ⅰ（retinoic acid-induced geneⅠ,RIG-Ⅰ）,主要识别并直接结合到某些5＇端磷酸化RNA病毒,通过蛋白质-蛋白质接触方式,与其受体MAVS（mitochondrial antiviral signaling protein）也称作VISA（virus induced signaling adaptor）、IPS-1（IFN-promoter stimulating factor）或Cardif结合,活化TBK1和IKKe,激活转录因子NF-kB、IRF-3,引起Ⅰ型干扰素分泌上调,发挥抗病毒效应.RIG-Ⅰ途径除了在天然免疫中发挥抗病毒作用以外,也是一些病毒逃逸机体免疫的靶点,如HCV、HAV、GB病毒等.     

黑腹果蝇先天免疫研究进展

先天免疫是昆虫适应复杂环境的关键,也是新型害虫防治的重要研究方向。昆虫通过模式识别受体识别环境中不同的病原物,激活先天免疫系统以清除病原物。昆虫的先天免疫系统主要包括体液免疫与细胞免疫,体液免疫包括免疫信号通路诱导产生抗菌肽、活性氧以及黑化作用等,细胞免疫包括血细胞的吞噬、包囊和凝结。本文将重点总结黑腹果蝇Drosophila melanogaster在模式识别受体、免疫信号通路和细胞免疫相关方面的研究进展,为进一步研究其他经济昆虫与农业害虫的免疫机制,提高生产经济效益提供参考。     

CXCR3及其配体介导的抗病毒免疫

CXCR3是ELR阴性的CXC亚家族趋化因子MIG、IP10及ITAC共用的受体,主要在活化的Th1细胞表达.MIG、IP10及ITAC作为CXCR3的配体,通过趋化及活化表达CXCR3的细胞而参与疾病的发生和发展.在病毒感染过程中CXCR3与其配体相互作用,介导抗病毒细胞免疫应答的同时,可能导致病毒感染的器官免疫病理性损伤.     

美洲商陆抗病毒蛋白的研究

美洲商陆抗病毒蛋白(pokeweed antiviral proteins.PAP)是一种具有多种生物功能活性的蛋白质,其在广谱抗病毒方面有重要的应用价值。综述美洲商陆抗病毒蛋白的分子结构与功能,抗病毒的分子机理及其在植物基因工程中的应用。     

病原细菌调控丝裂原激活蛋白激酶信号介导先天免疫的机制研究进展

信号传导途径使细胞能够对复杂的外界环境刺激及时做出反应,从而针对不同病原菌感染产生生物学效应。丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)及其下游靶标作为将环境输入转化为大量细胞程序的最重要信号模块之一,在哺乳动物细胞中最为常见,几乎参与绝大多数细胞的生理和病理反应。MAPK响应各种环境压力刺激,包括细菌感染和炎症,以此调节宿主的免疫反应。近期研究表明,病原菌在感染期间会释放特定效应物或毒素来劫持MAPK通路,劫持方式分为两种,一种是通过降解关键蛋白影响信号传导,更主要的一种是影响宿主细胞翻译后修饰,如磷酸化、泛素化等来调节诸多细胞进程。本文讨论了MAPK在先天免疫中的调节激活过程,并研究病原细菌如何进化出复杂机制来操纵MAPK激活以增强自身感染,以及作为新型抗病原感染和肿瘤免疫治疗靶点的潜在作用。     

几丁质和flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征

【目的】明确几丁质和鞭毛蛋白衍生肽flg22诱导的辣椒幼苗先天免疫生理响应特征,探讨辣椒先天免疫生理响应与辣椒抗多种病害的关系。【方法】以5个四川本地辣椒品种幼苗为试材,鉴定它们的青枯病和疫病病情指数和抗性水平,采用水培法培育幼苗并进行外施几丁质和flg22处理,检测各品种不同诱导时间下幼苗根系生长、气孔孔径、胼胝质沉积、活性氧（ROS）积累和SOD、CAT活性,以及先天免疫相关基因表达量的变化,并运用生物统计学综合评价其生理响应及其与抗病性关系。【结果】（1）幼苗青枯病和疫病病情指数以‘川腾10号’最低,抗病性最强,以‘本地条椒’最高,抗病性最弱。（2）外源几丁质和flg22抑制了各品种幼苗根系生长速率,诱导离体叶片气孔闭合,促进叶片细胞壁胼胝质沉积加厚,ROS含量持续增加,SOD和CAT活性不断提高。各品种幼苗先天免疫生理响应指标的平均隶属函数值以‘川腾10号’最高,‘本地条椒’最低,并且平均隶属函数值与疫病、青枯病病情指数均具有显著负相关性。（3）外源flg22和几丁质诱导‘川腾10号’幼苗先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3显著上调表达。【结论】外源flg22和几丁质可诱导辣椒幼苗先天免疫生理响应,且响应程度强弱在品种间存在差异,依据生理响应指标通过隶属函数可综合评价辣椒品种的抗病水平;‘川腾10号’的平均隶属函数值最高,多抗性水平相对最好,这与其先天免疫相关基因CaWRKY22、CaMAPK7和ChiIV3的显著上调表达有关。     

革兰阴性菌结合蛋白(Toll/GNBPs)和肽聚糖识别蛋白(PGRPs)在无脊椎动物先天免疫应答中的作用

由于无脊椎动物没有专一的特异性免疫系统,所以先天免疫系统是其抵御外来病原入侵的唯一方式,无脊椎动物的先天免疫系统包括细胞和体液防卫机制,这2种机制可被模式识别受体(PRR s)分子所触发,PRR s可与微生物表面特异的物质识别并结合,通过结合,这些PRR s通过包囊和噬菌作用直接杀死微生物,或者通过丝氨酸蛋白酶级联反应和细胞内免疫信号途径间接引发不同的防御反应以抵御病原微生物。革兰阴性菌结合蛋白(GNBPs)和肽聚糖识别蛋白(PGRPs)作为无脊椎动物先天免疫系统中的一类重要模式识别受体,在识别微生物病原并引发一系列级联反应做出免疫应答过程中起重要作用。本文主要对GNBPs和PGRPs在无脊椎动物中的研究进展及其在先天免疫应答过程中的作用机制进行综述。     

线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)在宿主天然免疫信号通路中的调节作用

线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)作为一种接头蛋白在调节宿主天然免疫信号通路过程中扮演重要角色．Toll样受体(TLR)和RIG-Ⅰ样受体(RLR)等细胞模式识别受体识别入侵的病原体并将信号传递给MAVS,MAVS通过刺激下游的TBK1复合体和IKK复合体分别活化NF-κB和IRF3等信号通路,进而激活干扰素α／β表达,诱发细胞内抗感染天然免疫反应．MAVS除定位线粒体外,也可定位于过氧化物酶体上．MAVS在细胞内的不同定位决定了其在早期快速和持续性抗病毒天然免疫中的不同调节机制．MAVS只有同时定位在过氧化物酶体和线粒体上才可诱导干扰素刺激基因(ISG)快速且稳定地表达．本文通过对MAVS的发现、结构、细胞定位及其在天然免疫信号通路中的调控机制等最新进展进行综述,以期揭示MAVS蛋白在细胞内天然免疫信号通路中的重要调节作用,为研究病毒逃逸宿主天然免疫的机制和研究新型抗病毒免疫治疗策略提供新思路．     

抗病毒天然免疫研究

病毒是一种极具感染性和传染性的病原微生物．当病毒感染机体以后,机体会通过激活免疫系统来进行防御．高等哺乳动物的免疫系统分为两大类：适应性免疫系统和天然免疫系统．适应性免疫系统主要通过T淋巴细胞和B淋巴细胞特异性地识别入侵的病毒并将其清除．而天然免疫系统主要通过模式识别受体识别病毒的入侵,进而产生一系列的细胞因子抵抗病毒的入侵．其中,天然免疫系统作为抵御病毒入侵的第一道防线和激活后续适应性免疫的先决条件在整个抗病毒免疫反应中发挥着十分重要的作用．     

MAVS Coordination of Antiviral Innate Immunity

RNA virus infection is sensed in the cytoplasm by the retinoic acid-inducible gene I (RIG-I)-like receptors. These proteins signal through the host adaptor protein MAVS to trigger the antiviral innate immune response. Here, we describe how MAVS subcellular localization impacts its function and the regulation underlying MAVS signaling. We propose a model to describe how the coordination of MAVS functions at the interface between the mitochondria and the mitochondrion-associated endoplasmic reticulum (ER) membrane programs antiviral signaling.     

Function of GRIM-19, a Mitochondrial Respiratory Chain Complex I Protein, in Innate Immunity

Mitochondria respiratory chain (RC), consisting of five multisubunit complexes, is crucial for cellular energy production, reactive oxygen species generation, and regulation of apoptosis. Recently, a few mitochondrial proteins have been reported to be essential for innate immunity, but the function of mitochondrial RC in innate immunity is largely unknown. By knock-out of GRIM-19, a newly identified subunit protein of mitochondrial complex I, in mice, we found that heterogeneous mice (GRIM-19(+/-)) are prone to spontaneous urinary tract infection, mostly by Staphylococcus saprophyticus. Macrophages derived from these mice have compromised mitochondrial complex I activity and increased reactive oxygen species level. Bacterial infection induces a rapid up-regulation of GRIM-19 and complex I activity in the wild-type macrophages, but both are reduced in the macrophages from GRIM-19(+/-) mice. These cells also have decreased intracellular killing ability against S. saprophyticus. The defects for this probably occur in the fusion of bacteria to lysosome, but not in the bacterial engulfment and macrophage migration. In addition, production of proinflammatory cytokines, such as interleukin (IL)-1, IL-12, IL-6, and interferon (IFN)-γ, induced by both bacterial infection and lipopolysaccharide (LPS) and monodansylcadaverine treatment, is also decreased in the GRIM19(+/-) macrophages. Inhibition of mitochondrial RC activity by inhibitors shows a similar reduction on the cytokine production. Due to low cytokine production, the inflammatory response caused by in vivo bacterial challenge in the bladders of GRIM-19(+/-) mice is compromised. This study provides genetic evidence for a critical role of mitochondrial RC in innate immunity.     

Modeling Innate Antiviral Immunity in Physiological Context

An effective innate antiviral response is critical for the mitigation of severe disease and host survival following infection. In vivo, the innate antiviral response is triggered by cells that detect the invading pathogen and then communicate through autocrine and paracrine signaling to stimulate the expression of genes that inhibit viral replication, curtail cell proliferation, or modulate the immune response. In other words, the innate antiviral response is complex and dynamic. Notably, in the laboratory, culturing viruses and assaying viral life cycles frequently utilizes cells that are derived from tissues other than those that support viral replication during natural infection, while the study of viral pathogenesis often employs animal models. In recapitulating the human antiviral response, it is important to consider that variation in the expression and function of innate immune sensors and antiviral effectors exists across species, cell types, and cell differentiation states, as well as when cells are placed in different contexts. Thus, to gain novel insight into the dynamics of the host response and how specific sensors and effectors impact infection kinetics by a particular virus, the model system must be selected carefully. In this review, we briefly introduce key signaling pathways involved in the innate antiviral response and highlight how these differ between systems. We then review the application of tissue-engineered or 3D models for studying the antiviral response, and suggest how these in vitro culture systems could be further utilized to assay physiologically-relevant host responses and reveal novel insight into virus-host interactions.