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连发2篇Science,曹雪涛院士团队揭示m6A修饰调节代谢过程,进而抑制病毒复制

iNature

宿主细胞代谢可以通过病毒感染来调节,从而影响病毒存活或清除。由病毒 – 宿主相互作用中的N6-甲基腺苷(m6A)修饰介导的细胞代谢重新布线仍然是未知的。

2019年8月22日,曹雪涛团队在Science在线发表题为”N6-methyladenosine RNA modification–mediated cellular metabolism rewiring inhibits viral replication“的研究论文,该研究发现,为了响应病毒感染,宿主细胞损害RNA m6A去甲基酶ALKBH5的酶活性。 这增加了α-酮戊二酸脱氢酶(OGDH)mRNA的m6A甲基化,从而降低了其mRNA稳定性和蛋白质表达。 减少的OGDH减少了病毒复制所需的代谢物衣康酸的产生。 随着体内OGDH和衣康酸产生减少,ALKBH5缺陷小鼠显示出对病毒攻击的先天免疫应答依赖性抗性。该研究结果表明,m6A RNA修饰介导的OGDH-衣康酸途径的下调重新编程细胞代谢以抑制病毒复制,提出了控制病毒感染的潜在靶标。总而言之,该研究显示OGDH和衣康酸以先天免疫非依赖性方式促进病毒复制,提出靶向OGDH-衣康酸代谢反应以控制病毒感染性疾病。

另外,2019年7月18日,曹雪涛团队在Science 在线发表题为“Nuclear hnRNPA2B1 initiates and amplifies the innate immune response to DNA viruses”的研究论文,该研究报道异质核核糖核蛋白A2B1(hnRNPA2B1)识别致病性DNA并扩增IFN-α/β的产生。在DNA病毒感染后,核定位的hnRNPA2B1感知病毒DNA,同源二聚化,然后通过精氨酸脱甲基酶JMJD6在Arg226处去甲基化。这导致hnRNPA2B1易位至细胞质,其中它激活TBK1-IRF3途径,导致IFN-α/β产生。另外,hnRNPA2B1促进NAS-甲基腺苷(m6A)修饰和CGAS,IFI16和STING mRNA的核质运输。这反过来又放大了由这些因子介导的细胞质TBK1-IRF3的活化。因此,hnRNPA2B1在启动IFN-α/β产生和增强STING依赖性细胞质抗病毒信号传导中起重要作用(点击阅读

2019年6月25日,曹雪涛团队在PNAS 在线发表题为“An endosomal LAPF is required for macrophage endocytosis and elimination of bacteria”的研究论文,该研究发现LAPF(含有PH和FYVE结构域的溶酶体相关和凋亡诱导蛋白)是细胞膜内陷介导的内吞作用所必需的。Lapf缺陷型巨噬细胞具有内吞和消除细菌的能力受损。巨噬细胞特异性Lapf缺陷小鼠对大肠杆菌(E.coli)感染更敏感,细菌负荷更高。此外,Lapf缺乏损害TLR4内吞作用,导致TLR-触发的促炎细胞因子的产生减弱。LAPF定位于早期内涵体并与caveolin-1相互作用。酪氨酸激酶Src对LAPF的磷酸化是LAPF-Src- Caveolin复合物形成和内吞作用以及细菌消除所必需的。总的来说,该研究表明LAPF对细菌的内吞作用和诱导炎症反应至关重要,这表明LAPF和Src可能是控制传染病的潜在靶标(点击阅读

2019年6月18日,曹雪涛团队在Cell Research 在线发表题为“Interferon-inducible cytoplasmic lncLrrc55-AS promotes antiviral innate responses by strengthening IRF3 phosphorylation”的研究论文,该研究鉴定了一种新的细胞质长非编码RNA(lncRNA),lncLrrc55-AS,它驱动正反馈环以促进干扰素调节因子3(IRF3)信号传导和IFN-I产生点击阅读

2019年5月10日,中国医学科学院基础医学研究所北京协和医学院基础学院曹雪涛,姜明红等人在Cellular & Molecular Immunology 在线发表题为“E3 ubiquitin ligase RNF170 inhibits innate immune responses by targeting and degrading TLR3 in murine cells”的研究论文,该研究通过免疫沉淀巨噬细胞中的TLR3结合蛋白,将环指蛋白170(RNF170)鉴定为结合TLR3的E3连接酶。RNF170介导K766在TLR3的TIR结构域中的K48连接的多泛素化,并通过蛋白酶体途径促进TLR3的降解。RNF170的遗传缺失在体外和体内选择性地增强TLR3触发的先天免疫应答。 研究结果揭示了RNF170通过促进TLR3降解选择性抑制TLR3触发的先天免疫反应的新作用(点击阅读)。另外,曹雪涛团队在2019年还发表了7篇文章,在免疫领域取得新突破点击阅读)。

细胞代谢涉及各种生物过程,包括病毒 – 宿主相互作用。在识别或感知入侵病毒后,宿主细胞主动地重新编程代谢,以提供病毒存活的必要组分或抑制病毒复制以进行清除。多个监管机构在病毒 – 宿主互动期间参与这些变化。病毒还可以调节宿主代谢途径以完成其生命周期,逃避宿主免疫应答并为持续感染创造有利的细胞微环境。例如,腺病毒感染通过诱导Warburg样转变为有氧糖酵解来改变宿主细胞代谢,从而合成病毒复制所需的蛋白质和核酸。

RNA修饰,尤其是最常见的哺乳动物mRNA修饰m6A,可以调节基因表达并调节病毒感染。例如,m6A甲基转移酶复合物成分METTL3 / 14限制黄病毒Zika的产生,而m6A脱甲基酶ALKBH5和FTO增强其产量。

在该研究,研究人员报告,响应病毒感染,宿主细胞损害RNA m6A去甲基酶ALKBH5的酶活性。 这增加了α-酮戊二酸脱氢酶(OGDH)mRNA的m6A甲基化,从而降低了其mRNA稳定性和蛋白质表达。减少的OGDH减少了病毒复制所需的代谢物衣康酸的产生。随着体内OGDH和衣康酸产生减少,ALKBH5缺陷小鼠显示出对病毒攻击的先天免疫应答依赖性抗性。该研究结果表明,m6A RNA修饰介导的OGDH-衣康酸途径的下调重新编程细胞代谢以抑制病毒复制,提出了控制病毒感染的潜在靶标。

总而言之,该研究显示OGDH和衣康酸以先天免疫非依赖性方式促进病毒复制,提出靶向OGDH-衣康酸代谢反应以控制病毒感染性疾病。

参考信息:

https://science.sciencemag.org/content/early/2019/08/21/science.aax4468?rss=1

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