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天然免疫是机体防御外来病原体入侵的第一道防线,免疫系统主要依赖模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)。激活的PRRs受体可引发下游转录因子NF-κB或者IRF的激活,从而导致Ⅰ型干扰素、促炎症因子及趋化因子等的产生。参与天然免疫信号的受体可以分为两类,胞质识别受体和内涵体识别受体。胞质内受体包括RIG样受体(RLRs,如RIG-Ⅰ,MDA5),Nod样受体(NLRs,如NALP)和近年来发现的DNA受体(ALRs,如DAI)。其中,细胞质中的病毒核酸被RIG-Ⅰ识别后会导致RLR通路的激活,RIG-Ⅰ与接头蛋白MAVS(也叫VISA,Cardif或者IPS-1)结合,一方面通过招募TRAF2/6来活化IKK激酶复合物,从而激活转录因子NF-κB;另一方面通过招募TRAF3和TBK1,进而促进IRF3/7的磷酸化激活。活化的转录因子NF-κB或IRF3/7进入细胞核促进Ⅰ型干扰素等表达。与之相比,内涵体识别受体,如TLRs定位了细胞膜或内涵体膜上,特定的TLRs通过招募其接头蛋白MyD88或TRIF然后激活Ⅰ型干扰素、炎症因子等的产生。 CyclophilinA(CypA)属于Cyclophilin(Cyp)家族成员,该家族成员具有顺反异构酶活性。CypA是免疫抑制剂cyclosporinA(CsA)的宿主细胞受体,并且CypA在蛋白质的折叠、信号转导、炎症、肿瘤发生以及病毒复制过程中发挥着重要作用,但目前对其在天然免疫过程中的作用和调控机制尚不清楚。我们实验室前期的研究发现,CypA能够与A型流感病毒的M1蛋白相互作用,并且通过加速M1蛋白的泛素化降解进而抑制流感病毒复制。而本研究则从天然免疫角度,利用CypA敲低的293T细胞、基因敲除小鼠及SiRNA技术,进一步揭示了CypA如何通过调控Ⅰ型干扰素的产生来影响病毒的复制。在293T、BMDM细胞中CypA能够抑制SeV、VSV的复制,并且促进poly(I∶C)转染,SeV,VSV,IAV-mut(IAV-NS1R38A/K41A)感染引起的Ⅰ型干扰素产生。SeV感染后,CypA促进IRF3的磷酸化及二聚体的形成,上调p65的磷酸化并促进其入核,表明CypA能够通过NF-κB和IRF3通路激活RIG-Ⅰ信号通路。免疫共沉淀试验结果表明,CypA能够与RIG-Ⅰ相互作用,同时增强RIG-Ⅰ和E3泛素连接酶TRIM25之间的相互作用,从而促进TRIM25介导的RIG-Ⅰ的K63多聚泛素化。线粒体分离、免疫荧光以及免疫共沉淀试验结果表明,CypA能够招募RIG-Ⅰ到线粒体上,并且促进RIG-Ⅰ与定位在线粒体上的MAVS相互作用进而调控了RLR通路。另一方面,CypA能够通过与TRIM25竞争性地与MAVS结合,进而抑制了TRIM25介导的MAVS的K48泛素化,从而增强MAVS的稳定性。另外,我们分别利用RIG-Ⅰ和MAVS敲除的293T细胞进行了相关回复试验,证明CypA能够分别在RIG-Ⅰ和MAVS水平促进Ⅰ型干扰素的产生。总的来说,在RIG-Ⅰ介导的抗病毒免疫反应中,CypA能够促进RIG-Ⅰ的K63泛素化,同时抑制MAVS的K48泛素化,从而正调控Ⅰ型干扰素的产生。 与此相反,CypA在TLR3通路中负调控Ⅰ型干扰素的产生。我们发现CypA能够抑制Poly(I∶C)刺激的Ⅰ型IFN的产生,抑制IκBα和p65的磷酸化。同时,CypA能够与p65相互作用,抑制p65的入核。这些研究结果表明,CypA能够通过与p65相互作用负调控TLR3介导的Ⅰ型干扰素的产生。 综上所述,本研究从天然免疫角度揭示了CypA如何通过调节天然免疫反应来影响病毒的复制,首次阐明了CypA在RLR和TLR介导的天然免疫信号通路中的作用靶点及其调控机制,表明CypA在RLR和TLR3介导的Ⅰ型干扰素产生的天然免疫信号通路中扮演着双重调控角色,在病毒感染过程中发挥着平衡天然免疫反应的重要作用。本研究进一步拓展了CypA在抗病毒天然免疫领域的功能。