今天讲的这篇文章,是中山大学第一附属医院郭剑平团队的副主任医师和两位副研究员,发表在14.5分的Cell大子刊Mol Cell上的文章。他们做的是棕榈酰化,正向调控的细胞抗病毒免疫,我们就一起来看看他们做了点什么吧:
第一个问题是,他们为什么会分析棕榈酰化呢?首先他们想要研究的是细胞代谢产物,对于先天免疫的影响,于是他们就用IFNβ的荧光素酶报告基因作为标志,然后分析代谢产物库,分析哪种代谢产物能激活IFNβ表达。结果发现PA(棕榈酸)以剂量依赖性方式,显著增强了仙台病毒诱导的IFNβ和ISRE反应性荧光素酶报告基因的激活。而棕榈酰转移酶抑制剂,有效阻断了这种激活(这其实就是柯霍氏法则的验证,通过使用抑制剂可以发现,棕榈酸以及棕榈酸涉及的棕榈酰转移酶的抑制,可以调控RLR介导的先天免疫反应,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》):
既然棕榈酸及棕榈酰化,具体能影响什么蛋白呢?于是他们对先天免疫反应相关蛋白进行了一轮筛选,结果发现PA能促进RIG-I-N、MDA5-N或MAVS诱导的IFNβ荧光素酶激活(MAVS可以通过TRAF3,激活TBK1,通过IRF3/7激活免疫反应,这个可以参考NOD样受体信号通路等,不熟悉的话,可以看看《信号通路是什么鬼?》系列),也就是把验证范围缩小了:
而PA可以进一步增强MAVS对IFNβ和ISRE荧光素酶的激活,而使用棕榈酰转移酶抑制剂,可以抑制。于是他们又进行了MAVS的棕榈酰化检测,结果发现MAVS的确会被PA诱导棕榈酰化:
那么棕榈酰化后的MAVS又会有什么样的功能上的变化呢?蛋白的棕榈酰化,可调节其膜定位或二聚化(通过已有文献的提示,他们进一步迭代了原有的假设,假设MAVS的功能变化可能受到了棕榈酰化的影响,而其定位可能是造成功能影响的关键,不清楚课题的假设以及假设迭代的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列)。于是他们查看了MAVS棕榈酰化后的定位,以及其功能变化。结果发现,棕榈酰化促进了MAVS的聚集和线粒体定位,并且增强了MAVS与MDA5/RIG-I/TBK1的相互作用。也就是说通过激活MAVS与MDA5/RIG-I/TBK1的相互作用,会更进一步激活免疫反应:
既然MAVS的棕榈酰化对其功能有这么重要在作用,那么具体是哪种棕榈酰转移酶造成了MAVS的棕榈酰化呢?他们筛选了两种潜在的MAVS专属的棕榈酰化转移酶。结果发现, PA通过ZDHHC24增强MAVS棕榈酰化。MAVS的棕榈酰化位点C46S和C79S突变体,均减少了ZDHHC24诱导的MAVS活化和棕榈酰化(这一步骤验证其实非常好,通过突变MAVS,而不仅仅是突变ZDHHC24的酶活位点,或者简单粗暴地敲减ZDHHC24,可以有效避免肯定后件的逻辑谬误,使得这一步的论证更为严谨,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,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):
接着他们就分析了ZDHHC24敲除对于体外模型的影响,结果显示ZDHHC24的缺失,损害了I型IFN的信号传导:
小鼠的体内验证,也证实了这一点,ZDHHC24敲除小鼠的先天免疫反应降低,体内抗病毒免疫力降低:
蛋白的棕榈酰化,可被酰基蛋白硫酯酶逆转。于是他们又筛选了几个酰基蛋白硫酯酶,其中APT2可以与MAVS特异性相互作用。APT2降低了MAVS棕榈酰化和抗病毒免疫,但关键的是APT2介导的抗病毒免疫破坏取决于损害MAVS的棕榈酰化(因为MAVS的棕榈酰化位点突变体不受到APT2的影响),也就正应了标题上写的,靶向APT2可促进MAVS棕榈酰化和抗病毒先天免疫:
最后就形成了这样的示意图,PA通过棕榈酰转移酶ZDHHC24,增强了线粒体膜上的MAVS的棕榈酰化,棕榈酰化的MAVS在线粒体膜上聚集,并增强了MAVS与MDA5/RIG-I/TBK1的互作,激活了I型IFN的先天免疫反应。而APT2会通过去棕榈酰化,抑制MAVS及下游I型IFN的激活。通过靶向APT2,可以促进MAVS棕榈酰化和抗病毒先天免疫:
这篇文章还是挺有意思的,通过筛选到的PA,一步步抽丝剥茧,找到了对先天免疫反应造成影响的过程和机制,在研究的过程中,每个步骤也都算是做得比较严谨的。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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