《PLoS Pathog:I型干扰素或能在病毒感染期间阻断机体免疫系统的“失控”》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2022-05-27
  • 治疗严重病毒感染的能力受限于我们对病毒诱导的免疫病理学背后机制的理解,尽管I型干扰素(IFNs)在早期控制病毒复制中的作用是明确的,但研究人员并不清楚IFNs如何调节机体免疫病理学的进展以及如何影响患者的疾病结局。近日,一篇发表在国际杂志PLoS Pathogens上题为“Type I interferon regulates proteolysis by macrophages to prevent immunopathology following viral infection”的研究报告中,来自麦克马斯特大学等机构的科学家们通过研究揭示了某些病毒感染如何引发机体的严重组织损伤以及如何降低这种损伤。

    研究者表示,他们发现了I型干扰素(IFNs)如何在对抗包括COVID-19等病毒感染时阻断机体免疫系统的叛变以及攻击机体自身的组织。众所周知,IFN是一种抗病毒信号分子,当其被机体细胞释放时就会诱发一种抵御有害病毒的强大免疫反应。研究人员所发现的是,其对于阻断白细胞释放蛋白酶至关重要,从而就会损伤机体的器官组织,IFN具有独特的双重功能,一方面能够开启机体抵御病毒感染的免疫反应,另一方面则能抑制这种反应从而预防非常明显的组织损伤。

    随后研究人员通过利用小鼠对流感病毒和HSV-2病毒(一种高度流行的性传播病原体—单纯疱疹病毒II型)进行了测试,来调查IFN调节潜在危险免疫反应的能力,研究人员在本文研究中纳入了来自德国的COVID-19患者的数据,包括患者死亡后的肺部组织样本。对于许多病毒感染而言,造成大部分组织损伤的实际上并不是病毒,而是机体针对病毒的免疫激活程度提高了。

    研究者Emily Feng说道,我们的机体免疫反应正在试图抵御病毒感染,但在此过程中也面临着损伤无辜健康组织的风险,IFN则能调节机体的免疫反应从而只针对受感染的组织靶向作用。通过发现免疫系统在无意中损伤机体组织所利用的机制,研究人员就能在病毒感染期间进行干预从而预防这种损伤,而且并不一定要等到疫苗开发出来才能开发出挽救患者生命的疗法。这或许不仅仅适用于COVID-19,也适用于其它高度传染性的病毒,比如流感和埃博拉等,这些病毒会对机体造成巨大的损伤,且往往是危及生命的损害。

    研究者表示,有害蛋白酶的释放是细胞因子风暴的结果,这是一种危及生命的炎症,通常由病毒感染所引起,同时其也是COVID-19患者的一种常见死亡原因,但目前研究人员已经开发出了能预防和抑制细胞因子风暴的新型手段。Ashkar博士表示,类似于地塞米松等类固醇药物已经被用来控制对病毒感染所产生的极端反应,同时研究人员也在其研究中使用了多西环素,其是一种用于细菌感染的药物,同时也能作为一种抗炎性制剂来抑制引发旁观者组织损伤的蛋白酶的功能。这或许有望帮助减缓病毒所诱发的危及生命的机体炎症,当然还需要后期科学家们进一步研究才能阐明。

    综上,本文研究结果表明,IFNs能抑制巨噬细胞所介导的基质金属蛋白酶(MMPs)的产生,从而预防病毒所诱导的免疫病理学表现,并能阐明MMPs或许是一种能帮助抵御病毒感染的新型治疗性靶点。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/5c3be27888fd.html;https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1010471
相关报告
  • 《irf3结合的lncRNA-ISIR可增强病毒感染和自身炎症中干扰素的产生》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-11-25
    • 干扰素调节因子3 (IRF3)是启动许多免疫反应的重要转导因子。在这里,作者发现lncRNA-ISIR直接结合IRF3,促进其磷酸化、二聚和核易位,并增强靶基因的产生。体内lncRNA-ISIR缺陷导致IFN产生减少,病毒复制失控,死亡率增加。人类同源物AK131315也与IRF3结合并促进其激活。更重要的是,AK131315在狼疮患者中的表达与I型干扰素(IFN-I)水平和狼疮严重程度呈正相关。 机制上,在静息细胞中,IRF3与抑制蛋白Flightless-1 (Flightless-1)结合,使其保持不活动状态。在感染后,ifn -i诱导的lncRNA-ISIR在细胞质的dna结合区域与IRF3结合,并从IRF3上去除fli1 s的关联,从而促进IRF3的激活。该研究结果表明,ifn -i诱导的lncRNA-ISIR反馈通过消除免疫应答中抑制的Fli-1来增强IRF3的激活,揭示了一种lncrna介导的转录因子(TF)激活调节方法。 精心设计的先天免疫反应,尤其是 I 型干扰素 (IFN-I) 的适当诱导,在宿主防御多种感染(尤其是病毒感染)以及许多自身免疫性疾病的发病机制中起着至关重要的作用。入侵病毒的核酸组分可被宿主保守模式识别受体(PRRs)识别,包括维甲酸诱导基因I (RIG-I)、环型GMP-AMP合成酶(cGAS)、异质核蛋白A2/B1 (hnRNPA2B1)和toll样受体(TLRs)。 然后通过rig -i -线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)、cgas干扰素基因刺激因子(STING)和TLR3-TIR结构域包含的适配器诱导b干扰素(TRIF)等信号适配器激活免疫信号级联,募集并激活tank结合激酶1 (TBK1),然后磷酸化转录因子(TF) IRF3。在磷酸化后,IRF3形成同源二聚体,随后转移到细胞核,与其他转录因子(如IRF7)合作,诱导ifn,主要是IFN-I和大量ifn刺激基因(ISGs),保护宿主免受病毒感染。在大多数细胞类型中,IRF3是构成性表达的,激活后会刺激IRF7的表达,而IRF7只在浆细胞样树突状细胞(pDCs)和巨噬细胞中构成性表达。 IRF3作为一种重要的转录因子,在免疫应答中产生IFN-I是必不可少的。IRF3功能障碍可引起免疫系统紊乱,包括炎症自身免疫性疾病、淋巴系统疾病、慢性感染性疾病等。到目前为止,已经揭示了多种不同水平的调节机制来调节IRF3的功能。有报道称,适配器MAVS、STING和TRIF的pLxIS基序磷酸化导致IRF3招募,从而使IRF3被TBK1磷酸化。 接下来,IRF3二聚并与GREBBP形成复合物,转运到细胞核。此外,IRF3可以被RACK1-PP2A复合物去磷酸化,然后在细胞质中恢复静息状态。虽然已经报道了许多IRF3相关蛋白,但抑制结合蛋白和IRF3 RNA结合调节IRF3激活仍然需要充分了解。 越来越多的长非编码rna (long noncoding RNAs, lncrna)被报道用于确定免疫发育和调节免疫应答,如在CD8 T细胞建立中lncRNA-Snhg1,在树突状细胞成熟中lnc-DC,以及在癌症免疫逃避中NKILA。lncrna可能以不同的方式发挥其生物学功能。 考虑到IRF3上的dna结合域(DBD)的核酸结合潜力,作者假设可能存在与IRF3相互作用的lncRNA,参与调控抗病毒免疫应答。通过甲醛交联RNA免疫沉淀(FA-CLIP)和RNA测序,作者发现了一种未被描述的irf3结合的lncRNA,即lncRNA- isir,它是在病毒感染时诱导产生的,来源于基因间非编码基因。IRF3以单体形式与肌动蛋白重塑蛋白Fli-1结合,在未受刺激的细胞中保持沉默。 激活后,lncRNA-ISIR被IFN-I诱导,与IRF3结合,阻断其与抑制蛋白Fli-1的联系,促进IRF3磷酸化、二聚体化和核易位,从而增强体内外IRF3启动的免疫应答。该工作揭示了一种更有效的lncRNA作用模式,即直接与免疫应答TF结合并调节其活性。 参考文献 Junfang Xu et al. IRF3-binding lncRNA-ISIR strengthens interferon production in viral infection and autoinflammation. Cell Rep 2021 Nov 2;37(5):109926. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109926.
  • 《Mol Cell:揭示病毒拦截特定细胞过程从而阻断宿主机体免疫反应的分子机理》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2021-03-01
    • 2021年2月22日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中,来自麦吉尔大学等机构的科学家们通过研究发现,病毒或能拦截细胞中已经存在的分子过程来阻断机体针对病毒感染所诱发的抗病毒免疫反应。正如当前全球爆发的COVID-19大流行研究所证明的那样,病毒感染对人类以及牲畜、宠物和植物等生物的健康构成了重大的威胁。如果发现一种能被病毒劫持并促进病毒感染的潜在成药过程或许有望帮助科学家们开发新型抗病毒疗法。 这项研究中,科学家们分析了机体健康细胞控制干扰素β(Interferon beta)水平的过程,这种名为干扰素β的分子能被细胞之间用来沟通并诱发免疫系统开启保护性防御机制,从而帮助有效剔除诸如病毒等病原体的感染,细胞之间的这种交流对于维持机体免疫系统正常功能的发挥至关重要。 此外,研究者还发现,病毒能利用一种特殊的分子过程来阻断干扰素β的合成,进而阻断机体免疫系统正常功能的发挥。研究者Seyed Mehdi Jafarnejad解释道,特定的病毒或能拦截宿主机体天然的过程来中和干扰素β的作用并阻断免疫系统正常发挥作用,并导致宿主机体出现不受控制的病毒性感染。 文章中,研究人员通过联合研究还揭示了名为4EHP的mRNA转译抑制因子抑制宿主机体防御性蛋白-干扰素产生的分子机制,科学家们于1998年首次报道了4EHP。Nahum Sonenberg教授说道,本文研究结果对于我们理解SARS-CoV-2躲避宿主机体抵御该病毒的免疫防御反应具有非常重要的意义和价值。 最后研究者表示,尽管这一研究发现代表了免疫学和基因表达研究领域的突破,但研究人员后期还需要进一步深入研究来确定是否靶向作用细胞机制能更加有效地治疗多种类型的病毒感染(SARS-CoV-2),从而挽救更多患者的生命。(生物谷Bioon.com) 原始出处: Xu Zhang,Clément Chapat,Peng Wang, et al. microRNA-induced translational control of antiviral immunity by the cap-binding protein 4EHP, Molecular Cell (2021). DOI: 10.1016/j.molcel.2021.01.030