曹雪涛院士组8月连发《Nature》子刊，《PNAS》，以及《Cell》获免疫研究重要突破

表观遗传在天然免疫中的新调控作用

（一）

中国医学科学院/北京协和医学院，第二军医大学的研究人员发现RNA解旋酶DDX46能够通过RNA去甲基化修饰，抑制抗病毒天然免疫应答，这一重要的发现提出了一种新的天然免疫与炎症调控机制，为理解抗病毒天然免疫的分子机制提出了新思路。

这一研究成果公布在8月28日的Nature Immunology杂志上。

病毒感染引起慢性或突发性传染病，如病毒性肝炎、艾滋病、非典型性肺炎等。病毒与宿主在进化过程中长期的斗争，导致机体中出现了高度复杂和精细的免疫机制，其中天然免疫是生物抵抗病毒感染的第一道屏障。曹雪涛院士研究组一直致力于抗病毒天然机制的研究，此前他们曾发现了Dnmt3a在在天然免疫中所起的作用，指出了表观遗传修饰与翻译后修饰之间的串扰调控PRR信号，激活抗病毒天然免疫反应的新机制）。

在此基础上，曹雪涛院士研究组博士后郑青亮，与第二军医大学侯晋教授合作，针对DEAD-box解旋酶（DDX）家族成员在RNA识别和代谢及其在调控抗病毒天然免疫应答中发挥的重要功能，通过筛选多种DDX家族成员在病毒感染巨噬细胞天然免疫应答中的作用，发现了DDX46能显著抑制病毒感染诱导的干扰素表达。

DEAD-box蛋白因其氨基酸序列而得名，是一大类RNA依赖型的ATP酶。这些蛋白负责调节基因表达和RNA代谢，并参与了核糖体装配和细胞代谢。研究发现DDX46能结合到抗病毒效应分子mRNA的CCGGUU保守基序上，当病毒感染时DDX46与m6A去甲基化酶ALKBH5结合增加，使得与DDX46结合的抗病毒效应分子mRNA发生去甲基化修饰而导致其核滞留，阻滞了这些抗病毒效应分子的蛋白表达从而降低干扰素产生，最终抑制了抗病毒天然免疫应答反应。

目前关于干扰素表达精确调控的分子机制研究主要集中在天然免疫信号通路蛋白分子，而以细胞核内RNA修饰的方式调控干扰素表达的机制尚不清楚。这项研究揭示了RNA解旋酶DDX46在细胞核内通过RNA修饰的新方式参与调控抗病毒天然免疫应答，提出了一种新的天然免疫与炎症调控机制，是表观遗传调控抗病毒天然免疫应答研究领域的又一重要成果。

I型干扰素诱导抗病毒基因的新机制

（二）

中国医学科学院曹雪涛院士课题组联合中国人民解放军海军军医大学、浙江大学等团队在抗病毒免疫新机制方面取得突破进展，揭示了甲基转移酶在促进干扰素抗病毒效应中的重要功能。

在HBV的病毒学行为及机体免疫应答过程方面，国内外病毒学家和免疫学家等已经取得了一系列有影响力的成果并推动了乙肝防治临床工作，但是从基础免疫学的角度分析，仍有诸多机制尤其是HBV免疫逃逸机制不十分清楚。比如，目前临床上广泛使用抗病毒天然免疫细胞因子IFNα（I型干扰素）来治疗慢性乙型肝炎，然而干扰素疗法仅对小部分患者有效。干扰素是机体抵抗病毒感染的关键性细胞因子，通过激活胞内JAK-STAT信号通路诱导一系列干扰素诱导性基因（IFN-stimulated genes，ISGs）的表达，从而激活机体的抗病毒能力，为机体建立抵抗病毒感染、维持免疫稳态的重要防线。阐明IFNα介导的抗乙肝病毒感染的免疫调控机制，对提高针对慢性乙肝的IFNα治疗疗效，有重要的临床意义。然而这一信号通路是如何被调控的，尤其是IFNα介导的STAT信号以及ISGs的表达调控机制，仍然不清楚。

为了探讨HBV感染情况下IFNα信号通路调控的分子机制，曹雪涛教授团队首先构建了感染HBV的HepG2.2.15细胞系。借助于构建好的HBV感染细胞模型，他们对包含有711个已知的表观调控分子的siRNA（小RNA干扰）库进行了高通量筛选，发现了转录因子STAT1甲基化修饰的调控元件SETD2是干扰素通路的一个增强子。动物实验提示，肝脏细胞特异性缺失SETD2的小鼠对HBV感染的抵抗力明显减弱。进一步的研究发现，在IFNα刺激下，SETD2能够直接对STAT1的K525位点进行甲基化修饰，从而稳固STAT1的磷酸化水平，实现增强IFN的抗HBV感染能力。此外，他们还发现SETD2能够选择性催化下游一些特定的ISGs（如ISG15）启动子区域H3K36位点的tri-methylation（三甲基化），从而阐释了SETD2如何能够选择性调控特定ISGs的基因表达的机制。这些工作首次发现了STAT1甲基化修饰的重要调控元件SETD2，找到了STAT1的甲基化修饰位点（K525），从而进一步完善了干扰素效应信号的调控网络，揭示了SETD2分子直接催化信号蛋白STAT1甲基化修饰的新机制，为免疫调控机制的研究提供了新的思路，为HBV以及其他病毒感染性疾病的干预和治疗提供了新的靶点和方向。

天然免疫白细胞介素12表达调控的表观机制

（三）

中国医学科学院基础医学研究所免疫学系暨医科院免疫治疗研究中心曹雪涛院士课题组对天然免疫反应中白细胞介素12（IL-12）的选择性表达机制进行研究，发现巨噬细胞中核定位的碳酸酐酶6B（CA-VI B）促进IL-12表达的新型表观调控机制。

胞内菌感染是一种严重威胁人类健康的感染性疾病类型，广泛存在的革兰氏阳性李斯特菌可以导致严重的李斯特菌病甚至死亡。李斯特菌在体内主要感染巨噬细胞，促进巨噬细胞分泌IL-12，TNF-α和IL-6，分泌的IL-12可以激活NK细胞和Th1细胞分泌IFN-γ，促进病原体清除。巨噬细胞有效的免疫应答在促进机体抗感染维持免疫稳态中发挥重要作用。然而，免疫反应如何精确激活和及时消退，从而维持免疫平衡的机制仍然没有被完全阐明。巨噬细胞激活后多种细胞因子产生的信号通路相似，机体是如何选择性调控不同细胞因子表达的机制问题仍然没有解决。当前，基因表达的表观调控机制在天然免疫和炎症中所起的作用越来越受到关注，成为研究的热点之一。表观调控包括DNA修饰，组蛋白转录后修饰（PTMs），ATP依赖的染色质重塑以及非编码RNA（non  coding RNA，ncRNA），它们通过协同的方式影响染色质的开放状态，进而调控基因转录参与多种免疫反应进程。以表观调控作为切入点，深入研究天然免疫反应的精确调控机制，将为感染性疾病的研究和有效治疗提供新的视角。   

在中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2016-I2M-1-003）、国家自然科学基金等的资助下，曹雪涛院士与许佳博士、许小青博士等进行合作，以李斯特菌感染为研究模型，对天然免疫反应中巨噬细胞精确的免疫应答分子机制开展研究。在该课题组前期研究E选择素（E-selectin）调控巨噬细胞活化中通过芯片筛选发现李斯特菌感染后，E选择素缺失小鼠腹腔巨噬细胞中碳酸酐酶6（Car6）的表达显著下降。Car6有两种表达类型，一种是分泌型的A型CA- VI（由Car6-a编码），另一种是定位在细胞内的B型CA-VI（由Car6-b编码）；进一步对Car6在免疫细胞中的表达谱进行分析，发现只有Car6-b表达在免疫细胞中，特别是在巨噬细胞中高表达且主要定位在细胞核中。通过体外功能筛选，发现Car6-b促进天然免疫刺激下巨噬细胞中IL-12表达；用李斯特菌感染模型进行体内实验发现，Car6敲除小鼠清除李斯特菌能力显著降低，死亡率显著增多；随后的机制研究表明李斯特菌感染时，巨噬细胞中核定位的CA- VIB通过与蛋白精氨酸甲基化转移酶5（PRMT5）相互作用，选择性减少Il12启动子区组蛋白H3第8位精氨酸对称性二甲基化（H3R8me2s）修饰，进而促进Il12启动子区染色质的开放状态，促进转录因子c-Rel与Il12b启动子区的结合，最终选择性促进IL-12的表达。 

该研究揭示了一种全新的IL-12表达调控机制，即CA-VI B通过与PRMT5相互作用以表观修饰的机制促进IL-12的表达，拓展了表观修饰调控天然免疫应答的作用和机制研究。这一结果表明CA-VI B在天然免疫反应中发挥促进作用，为感染性疾病的研究和治疗提供新的潜在靶点和研究思路。