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Science Advances | 南方医科大学余潇团队发现VANGL2抑制抗病毒IFN-I信号传导

iNature  · 公众号  ·  · 2023-06-25 09:30

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严格控制I型干扰素(IFN-I)信号传导对于对抗病毒感染的强大先天免疫反应至关重要,但潜在的分子机制仍然难以捉摸。

2023年6月23日,南方医科大学余潇通讯在Science Advances在线发表了题为“VANGL2 inhibits antiviral IFN-I signaling by targeting TBK1 for autophagic degradation”的研究论文,该研究揭示VANGL2在水泡性口腔炎病毒(VSV)感染期间作为IFN诱导的负反馈调节因子抑制IFN-I信号传导

从机制上讲,VANGL2与TBK1相互作用,并通过E3连接酶TRIP在Lys372处的K48连接的多泛素化促进TBK1的选择性自噬降解,TRIP作为货物受体OPTN的识别信号。此外,小鼠中VANGL2的髓系特异性缺失显示出针对VSV感染的IFN-I产生增强和存活率提高。总之,这些发现揭示了通过VANGL2-TRIP-TBK1-OPTN轴的IFN-I信号传导的负反馈回路,并强调了IFN-I和自噬在预防病毒感染中的相互作用。VANGL2可能成为包括新冠肺炎在内的病毒性传染病的潜在临床治疗靶点

先天免疫是宿主抵御各种病原体的关键第一道防线,需要复杂的分子相互作用和广泛的细胞反应。区分“非自身”病原体和“自身”成分是先天免疫系统的基本功能。在病毒感染期间,模式识别受体(PRRs),包括Toll样受体、视黄酸诱导基因I(RIG-I)样受体(RLRs)、Nod样受体(NLRs)和环状鸟苷单磷酸-腺苷单磷酸合成酶(cGAS),监测病毒核酸的存在,从而触发先天免疫反应,如I型干扰素(IFN-I),核因子κB(NF-κB)和炎症小体信号通路。在IFN-I激活Janus激酶/信号转导子和转录激活子(JAK/STAT)信号传导后,产生的IFN刺激的基因(ISG)导致良好的抗病毒状态,对病毒感染有效。应严格控制IFN-I信号传导,以平衡消除入侵病原体和避免免疫紊乱。然而,严格控制IFN-I信号传导的机制仍不完全清楚,需要进一步剖析。
作为IFN-I信号通路中的关键激酶,TBK1与干扰素基因刺激因子(STING)或线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)结合,诱导STING/MAVS和TBK1的磷酸化和活化。IFN调节因子3(IRF3)和TBK1的进一步募集和磷酸化导致IFN-I的诱导。据报道,不同的翻译后修饰,包括磷酸化、泛素化、SUMO化和乙酰化,都参与了TBK1的调节。TBK1在Ser172的自磷酸化对其活化至关重要,维持TBK1的稳定性对其在IFN-I诱导中的功能也至关重要。泛素化和去泛素化的动态平衡有助于TBK1的稳定。
VANGL2是黑腹果蝇Vang Gogh (Vang)/Strabismus (Stbm蛋白的脊椎动物对应物,由于其在平面细胞极性(PCP)中的核心作用,于近20年前被发现。从物理上讲,VANGL2是一种膜包埋蛋白,在N-末端的一半具有四个内部和连续的跨膜结构域。许多研究已经阐明了VANGL2在PCP信号通路(如经典Wnt和Rho通路)中的中心作用。在各种哺乳动物中,VANGL2调节许多器官(如大脑、肺和肾脏)的平面极性、发育、稳态和修复。除了其积极作用外,VANGL2还限制伴侣介导的自噬,以平衡间充质干细胞的成骨分化。另一项研究发现,VANGL2在基础乳腺癌中高度表达,与不良预后有关,并与肿瘤生长有关。这些发现提醒研究者VANGL2在相关疾病中的有害作用。尽管如此,VANGL2在免疫,特别是抗病毒先天免疫中的作用仍有待探索。
VANGL2抑制病毒感染时的IFN-I免疫反应(图源自Science Advances 
本研究发现VANGL2抑制IFN-I信号通路和抗病毒免疫反应。在VSV感染期间,VANGL2与TBK1相互作用,并通过E3连接酶TRIP促进TBK1的Lys372处K48连接的多泛素化,其作为细胞内容物受体OPTN的识别信号,并导致TBK1的选择性自噬降解。本研究工作将VANGL2定义为抗病毒先天免疫的“免疫变阻器”,并为IFN-I相关疾病提供了潜在的治疗靶点。

原文链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg2339

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