夏老师在PubMed上冲浪的时候,还是看到了一些有意思的研究的。比如这么一篇中国医学科学院北京协和医学院发表在17.6分的Science子刊Sci Immunol上的文章,这篇文章有点意思,他们研究的是ssDNA(单链DNA)对于先天免疫的诱导。为啥要研究ssDNA呢?大家如果熟悉常见的先天免疫相关的信号通路的话,应该记得比如Toll样受体信号通路、cGAS-STING信号通路等等(cGAS-STING信号通路、Toll样受体信号通路斗是常见的免疫相关信号通路,不清楚这些信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列去复习下哦,都讲过),这些信号通路中dsDNA(双链DNA)都是可以激活下游免疫反应的。这里他们要研究的就是ssDNA:
首先他们用HU(羟基脲)诱导体内形成ssDNA,结果发现HU处理后,也就是ssDNA增多,会导致先天免疫相关的信号通路激活。那么具体是什么样的ssDNA导致了这样的激活呢?他们进行了一个全基因组ssDNA的ODN(单链寡脱氧核苷酸)筛选,分选了24nt的ODN,查看这些ssDNA对于先天免疫的激活(这里他们主要看的就是类似于p38、JNK,IκB信号通路的激活情况,这些都是常见于MAPK信号通路和NFκB信号通路中的,这些信号通路是和验证因子转录直接相关的,不熟悉的话可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列):
通过这一系列高通量的筛选,他们找到了几个可以激活先天免疫的ODN,但是具体激活先天免疫的ODN,是否有序列特异性呢?他们首先对其中一条ODN60进行了分析,通过分段突变他们发现(其实这个过程类似于柯霍氏法则的验证,通过缺失或者突变,来验证ODN上序列对于先天免疫激活的重要性,不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《科研的推理和逻辑——从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》),ODN60上的CGT/A这个序列,对于激活先天免疫尤为重要。然后他们对其他的有效ODN进行序列分析,并验证,确定了CGT/A序列后接着poly G,是细胞内ssDNA激活先天免疫的关键序列:
那么细胞内是什么蛋白相应了ssDNA对于先天免疫的激活呢?为了明确这一点,他们又进行了一轮CRISPR的筛库(也就是通过sgRNA库,随机敲除基因,然后分析表型,通过二代测序来分析关键基因,这个在《列文虎克读文献》里也给大家讲过了)。通过使用之前筛选出来的ODN60处理细胞,然后进行CRISPR筛库,他们找了一个可能与ssDNA有关的蛋白——SLFN11。通过对SLFN11的功能验证,也就是使用之前筛选的ODN对敲除了SLFN11的细胞进行炎症激活分析,他们确定了SLFN11就是响应ssDNA的关键蛋白:
那么SLFN11和ssDNA的结合情况是什么样的呢?他们继续进行验证,由于ssDNA中关键的序列是CGT/A,于是他们对ODN进行了位点的突变。以此验证突变后的ODN是否还能与SLFN11结合,结果发现ODN突变后与SLFN11的结合消失,同时原有的激活先天免疫的功能也丧失了(这里他们特意使用了ssDNA的突变以及SLFN11的结构域缺失,来对ssDNA和SLFN11之间的关系,以及下游的激活进行分析,这就很好地避免了肯定后件的逻辑谬误,使得这篇文章更为严谨,不清楚肯定后件的话,可以看看《科研的推理和逻辑——从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):
通过对SLFN11的结构域缺失分析,他们发现SLFN11的N末端结构域和ssDNA结合起到了关键作用,而SLFN11的N末端具有RNase活性。于是他们想要确定SLFN11的RNase是否参与了ssDNA对于先天免疫的激活,接着他们对SLFN11的RNase活性结构域进行了CRISPR突变,而突变后的SLFN11无法启动下游CGT ssDNA 激活的先天免疫反应。也就是说SLFN11的RNase活性,对于CGT ssDNA激活启动下游先天免疫反应起到了关键性作用:
由于经过工程改造的携带CRISPR或基因序列的AAV载体,也会时常激活先天免疫,于是他们就想看看AAV激活的先天免疫,是否也是通过SLFN11响应造成的。通过验证他们发现SLFN11的RNase结构域突变后,AAV就无法再激活先天免疫的下游相关蛋白的表达了。也就是说AAV激活的相关先天免疫,也需要SLFN11的RNase酶活性参与:
最后他们想要进行一波体内验证,但是SLFN11在小鼠体内,主要是同源蛋白SLFN9。于是他们就进行了SLFN9的缺失验证,在新生野生型小鼠中注射CGT ODN后,会导致肝脏中STAT1、JNK和NF-κB通路的信号转导和激活因子的激活(这分别涉及了JAK-STAT信号通路、MAPK信号通路和NFκB信号通路,不熟悉的话可以去翻翻《信号通路是什么鬼?》系列),而SLFN9的缺失阻遏了CGT ODN对于先天免疫的激活:
这篇文章还是很有意思的,从验证ssDNA对于先天免疫的激活,到确定ssDNA激活先天免疫的关键序列,再到分析确定ssDNA响应的蛋白,然后再到AAV相对的先天免疫激活机制研究,最后通过体内实验进行了进一步验证。整篇文章的思路都很清晰,逻辑也相对严谨,完成度也非常高,是一篇不错的文章。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣可以看看原文,祝你们心明眼亮。
喜欢夏老师讲文献的话,可以点点星标,点点赞,点点“在看”,多分享多转发。
公众号回复“公克”,没事可以翻翻精华帖,里面有不少宝藏工具,当作是科研过程中的一种调剂也是不错的选择哦,科研并不一定要这么无聊又尴尬:
目前夏老师已正式出版11本书,想要的可直接点以下微店小程序直接购买: