《Cell子刊:丝氨酸代谢可以调节机体对病毒感染的先天免疫》

  • 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:2021-04-12
  • 先天免疫是宿主抵抗微生物感染的第一道重要防线。在这一防线中,宿主细胞利用不同类型的模式识别受体(PRR)识别病毒RNA和DNA,随后通过一系列的分子反应激活I型干扰素(IFN)及炎性细胞因子,以对抗病毒感染并协调适应性免疫。

    这种抗病毒先天免疫如何受到宿主代谢状态的影响是一个有待研究的有趣问题。近来越来越多的证据表明,胆固醇和葡萄糖代谢与先天免疫激活具有相关性,或可调控病毒免疫。例如,在病毒感染期间,胆固醇合成被抑制,进而通过STING-TBK1-IRF3信号通路促进I型IFN介导的抗病毒活性。

    此外,丝氨酸相关的单碳代谢促进核苷酸合成,进而促进癌症和T细胞增殖。那么具体来讲,究竟是磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)介导的丝氨酸合成途径(SSP),还是外源性丝氨酸参与抗病毒先天免疫呢?

    《细胞-代谢》杂志在线发表了天津医科大学余秋景团队和王霆团队合作的名为“Serine metabolism antagonizes antiviral innate immunity by preventing ATP6V0d2-mediated YAP lysosomal degradation”的研究。该研究表明,丝氨酸代谢可以抑制ATP6V0d2介导的YAP溶酶体降解,从而调节抗病毒先天免疫。

    研究人员使用RNA病毒仙台病毒(SeV)或DNA病毒单纯疱疹病毒(VSV)感染野生型及PHGDH条件性敲除小鼠,取其腹腔巨噬细胞(PMs)进行qPCR及WB分析。结果显示,在PHGDH缺失的PMs中,I型IFN水平更高,且TBK1和IRF3的磷酸化水平更高。在HEI293T细胞中进行的实验验证了这一结果。

    同时,动物体内实验表明,喂食无丝氨酸饮食的小鼠相较于高丝氨酸饮食小鼠感染病毒后,血清丝氨酸浓度显着降低、IFNB1表达显着提高、肝脏VSV拷贝数减少、肺损伤减轻且存活时间更长。因此作者认为,PHGDH通过抑制TBK1-IRF3轴负调控IFNB信号通路。相应地,抑制丝氨酸代谢可以保护小鼠免受病毒感染。

    那么,丝氨酸代谢的哪些产物参与病毒先天免疫的抑制作用呢?有研究指出,在丝氨酸缺失的培养基中添加s -腺苷蛋氨酸(SAM)和谷胱甘肽(GSH)可增强LPS处理的巨噬细胞中IL-1b的产生。研究人员向病毒感染的丝氨酸缺失HEK293T细胞中添加SAM后发现,IFNB1 mRNA及TBK1-IRF3激活水平显着降低,达到对照组细胞病毒感染后的水平。因此,丝氨酸代谢产物SAM可抑制IFN-β的产生。

    为了进一步阐明PHGDH抑制抗病毒先天免疫的潜在机制,研究人员使用高通量测序技术(RNA-seq)评估PHGDH缺陷的骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)和RAW264.7巨噬细胞的基因表达。

    数据分析表明,PHGDH可降低ATP6V0d2的表达。ATP6V0d2是V-ATPase的亚基,参与调节多种生物过程,包括蛋白质降解、促进甲型流感病毒融合及对抗细菌感染等。同时,ATP6V0d2过表达显着增强了HEK293T细胞中IFNB1 mRNA和TBK1、IRF3的磷酸化。也就是说,PHGDH通过下调ATP6V0d2抑制TBK1-IRF3信号通路和IFN-β的产生。

    有研究表明,YAP在病毒感染时通过IKK-ε介导的磷酸化靶向溶酶体降解,并可抑制TBK1-IRF3激活从而抑制IFN-β介导的抗病毒先天免疫。因此,研究人员评估了ATP6V0d2是否影响YAP的表达。结果表明,ATP6V0d2促进YAP溶酶体降解,减轻YAP介导的TBK1-IRF3轴的阻滞,从而提高IFN-β的产生。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/6786220.html
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  • 《Cell子刊:开发出活体减毒DNA病毒疫苗来对抗DNA病毒感染》

    • 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:2022-11-25
    • 在一项新的研究中,来自美国罗格斯大学和乔治亚州立大学的研究人员开发出一种阻止病毒感染的新方法:一种所谓的活体减毒、复制缺陷的DNA病毒疫苗,它使用一种称为centanamycin的化合物来生成一种改良病毒,用于疫苗开发。相关研究结果近期发表在Cell Reports Methods期刊上,论文标题为“A chemical method for generating live-attenuated, replication-defective DNA viruses for vaccine development”。 在测试时该方法产生了一种弱化或“减毒”的小鼠巨细胞病毒版本,作为是一种常见的病毒,小鼠巨细胞病毒经改良后不能在细胞内增殖或复制。一种有复制缺陷的DNA病毒无法复制它的基因组。因此,它无法在受感染的细胞中产生具有传染性的后代病毒,因此主要局限于接种部位。 这些作者说,当弱化的病毒颗粒被注射到动物体内时,它们会刺激特定宿主的免疫系统将入侵的活病毒颗粒识别为外来物,导致病毒只要被检测到就会被消灭掉。这种新的方法经证实可有效地关闭实验室动物中的病毒感染。 论文共同通讯作者、罗格斯大学新泽西医学院微生物系研究员Dabbu Jaijyan说,“我们发现这种方法是安全的;减毒的病毒感染某些细胞而不能增殖,并提醒宿主产生针对它的特异性中和抗体。我们认为这是一种新的方法,我们希望它能加快针对人类和动物中许多未经治疗的病毒感染的疫苗开发。” 该方法被称为活体减毒DNA病毒疫苗,因为它专门针对DNA病毒---诸如巨细胞病毒、水痘病毒和单纯性疱疹病毒之类的通过复制它们的DNA分子进行增殖的病毒,并使用改良的DNA病毒来对抗它们的感染。这些作者说,开发一种能够快速和容易地产生复制缺陷的活体减毒病毒的方法,将加速针对DNA病毒引起的疾病的疫苗开发。 这些作者证实该方法在小鼠身上对几种DNA病毒有效,包括人类巨细胞病毒、小鼠巨细胞病毒、1型单纯性疱疹病毒和2型单纯性疱疹病毒。 Jaijyan说,“我们技术的主要优势之一是对病毒复制的强力抑制所提供的安全性,并且没有产生后代病毒。我们的技术可以很容易地应用于任何DNA病毒,以产生有复制缺陷的活体病毒用于疫苗开发。” 并非所有的病毒都以这种方式进行复制。例如,导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2属于RNA病毒,因为它通过它的RNA产生自己的新拷贝。针对COVID-19的疫苗正是利用了这一点。RNA在SARS-CoV-2中被用来构建蛋白。 这种活体减毒DNA病毒疫苗方法特别适用于DNA病毒,因为这些作者用 centanamycin处理预定用于疫苗开发的巨细胞病毒颗粒。这种化合物属于DNA结合剂,因为它能抓住有机体的DNA(包括DNA病毒的DNA),从而阻止病毒或细胞增殖。他们希望最终在人类身上测试这种方法,目的是治疗巨细胞病毒和其他DNA病毒感染。 据美国疾病控制中心(CDC)的统计,巨细胞病毒是一种感染所有年龄段的人的常见病毒。健康人的免疫系统通常能使这种病毒不致致病。然而,感染巨细胞病毒可能对免疫力低下的人和器官移植患者产生严重后果。先天性巨细胞病毒感染也是导致新生儿出生缺陷的主要原因。 巨细胞病毒通过体液传播,包括血液、唾液、尿液、精液和乳汁。根据CDC和世界卫生组织的数据,全世界大约有50%的成年人感染了巨细胞病毒。在美国,每三个孩子中就有一个在五岁前感染了这种病毒。 在实验中,这些作者在实验室中培养巨细胞病毒样本,对它们进行纯化,然后将它们浸泡在 centanamycin 中。一旦注射到实验室小鼠体内,这种减毒的巨细胞病毒就会感染细胞,但并不扩散。随着时间的推移,小鼠免疫系统产生了足够的抗体来关闭这种病毒并消除感染。一项分析证实,这些受到减毒巨细胞病毒感染的细胞对小鼠体内的其他细胞没有毒性。 这些作者正继续在其他具有医学意义的DNA病毒---包括作为测试豚鼠疫苗效力的模型的豚鼠巨细胞病毒---中测试这种方法,并打算进入临床试验,测试该方法在人体中的有效性。 参考资料: Dabbu Kumar Jaijyan et al. A chemical method for generating live-attenuated, replication-defective DNA viruses for vaccine development, Cell Reports Methods, 2022, doi:10.1016/j.crmeth.2022.100287.
  • 《Nat Immunol:严重的病毒感染或会“压垮”机体的免疫细胞》

    • 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:2020-09-16
    • 近日,一项刊登在国际杂志Nature Immunology上的研究报告中,来自墨尔本大学等机构的科学家们通过研究识别出了一种特殊机制,其或会导致机体免疫系统对严重病毒感染的反应出现功能恶化的现象,比如HIV或COVID-19等。 我们都知道,严重的病毒感染和癌症会诱发机体免疫系统的损伤,包括对T细胞的损伤等,这一过程称之为“免疫耗竭”(immune exhaustion);克服机体免疫系统耗竭是科学家们开发新型癌症疗法和治疗严重病毒感染策略的主要目标;这项研究中,研究人员重点分析了T细胞何时以及如何失去功能并处于“耗竭”状态的。 此前研究人员认为,在严重感染发生的过程中,T细胞会在很长一段时间内缓慢失去其功能,而本文研究却发现,T细胞仅会在数天内出现功能损伤的状况;研究人员识别出了多种“免疫耗竭”的新型介导子,其或有望帮助开发新型靶向性疗法;Utzschneider博士表示,这是一项非常有意义的研究,尤其是在当前COVID-19大流行的情况下,其对于解释为何有些人患病严重而有些人则疾病症状轻微具有非常重要的作用。 研究者表示,他们分析了轻度和重度淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒感染的小鼠的疾病症状,其是研究人类严重病毒感染的模型,在发病后早期阶段,研究人员在分子和功能性水平上发现了不同疾病症状小鼠所出现的显著差异;在应对难以消除或可能进展为慢性感染的大量病毒感染时,研究人员能在几天内下调T细胞的功能,而对于轻度感染产生反应的T细胞仍然能够保持高度的功能。 T细胞处于癌症免疫疗法治疗的核心地位,因此,理解T细胞功能的损伤机制对于改善癌症疗法的租用效果,并应用于治疗其它疾病具有非常重要的意义,比如病毒感染等;最后研究者表示,基于本文研究,后期我们还将继续深入研究,未来研究者或有望在严重病毒感染的早期阶段通过对T细胞进行操控来改善T细胞的作用活性。