Tan, X., et al. （2018）. "Detection of Microbial Infections Through Innate ImmuneSensing of Nucleic Acids."Annu Rev Microbiol72: 447-478.
摘要：先天性免疫系統(tǒng)通過胚系編碼的模式識別受體（PRR少态，Pattern recognition receptor）來識別微生物的入侵。由于大多數(shù)微生物病毒在其生命周期中都含有DNA和/或RNA敢艰，因此對于核酸的識別是宿主先天性免疫防御的一個(gè)重要策略巾兆。病原體來源的核酸可以被特定的宿主PRR識別夷狰，這些PRR位于內(nèi)體溶酶體（endolysosome）和細(xì)胞質(zhì)中贷洲。PRR的活化能觸發(fā)信號級聯(lián)反應(yīng)一膨，造成IFN-I和促炎癥細(xì)胞因子的積累缓溅，導(dǎo)致宿主細(xì)胞處于抗菌狀態(tài)，激活適應(yīng)性免疫枉侧，最終清除感染引瀑。這篇綜述總結(jié)了最近幾年內(nèi)，在感染過程中先天性免疫對核酸的識別方面的進(jìn)展榨馁，這些先天性免疫系統(tǒng)包括內(nèi)體中的Toll樣受體，核酸的RNA感受器帜矾，細(xì)胞質(zhì)DNA感受器翼虫。作者還討論了傳染性微生物是如何對抗宿主核酸的識別以及如何逃避免疫監(jiān)測的屑柔。
在不斷變化環(huán)境中，動(dòng)物已經(jīng)進(jìn)化出了廣泛的生物系統(tǒng)來維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)珍剑。環(huán)境或病毒的變化會導(dǎo)致細(xì)胞處于各種應(yīng)激狀態(tài)（cellular stresses）掸宛，細(xì)胞中的應(yīng)激感受器能識別這些應(yīng)激狀態(tài)，導(dǎo)致應(yīng)激應(yīng)答通路的激活招拙。其中一個(gè)應(yīng)激狀態(tài)就是微生物病原體的入侵唧瘾。微生物種類繁雜，數(shù)量眾多别凤，脊椎動(dòng)物經(jīng)常面臨這些微生物的入侵饰序，這些微生物的入侵并非每次都能得到很好的控制。先天性免疫系統(tǒng)是機(jī)體防御的第一道關(guān)卡规哪，它們能識別微生物病原體求豫，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間的信號通路，對抗感染诉稍。宿主的胚系編碼的模式識別受體（PRRs）能識別微生物病原體上的獨(dú)特的病原體相關(guān)分子模式（PAMPs, pathogen-associated molecular patterns）蝠嘉。感染過程中，病原體誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷或應(yīng)激也能被宿主檢測到杯巨。早期的研究指出了細(xì)胞表面PRR在識別病原體方面的重要作用蚤告。但是，最近的研究集中在胞內(nèi)菌的識別方面服爷。在病原體PAMPs中杜恰，微生物的核酸識別已經(jīng)成了先天性免疫系統(tǒng)識別方面研究的熱點(diǎn)，因?yàn)樗械奈⑸锊≡w都依賴于它們的DNA和/或RNA進(jìn)行復(fù)制层扶。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了識別胞內(nèi)病原體來源核酸的三種先天性免疫感受器：第一箫章，位于內(nèi)體（endosome）上的TLRs，這是一種跨膜蛋白镜会，它能識別內(nèi)體中各種微生物來源的DNA和RNA檬寂；第二種是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)針對微生物的DNA感受器；第三種是細(xì)胞質(zhì)中DNA感受器（參見表格1）戳表。維甲酸誘導(dǎo)基因I（retinoic
acid–inducible gene I桶至，RIG-I）樣感受器（RLRs）能識別細(xì)胞質(zhì)中病原體來源的RNA病原體來源的RNA，而cGAMP（cyclic
GMP-AMP）合成酶（cGAS）則能識別細(xì)胞質(zhì)中的DNA匾旭。一些免疫細(xì)胞的AIM2（absent in melanoma 2）也能識別細(xì)胞質(zhì)中的DNA镣屹。大多數(shù)識別核酸的TLRs主要表達(dá)在免疫細(xì)胞中，例如巨噬細(xì)胞价涝，樹突細(xì)胞女蜈，B細(xì)胞，相比之下，幾乎所有的細(xì)胞都能表達(dá)各種水平的細(xì)胞質(zhì)RNA與DNA感受器伪窖。
所有的核酸感受器都能直接結(jié)合并激活它們的下游信號銜接（adaptor）蛋白逸寓，但cGAS除外，cGAS則是會產(chǎn)生一個(gè)小分子第二信使cGAMP覆山，cGAMP再結(jié)合并激活位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的銜接蛋白STING（STING也被稱為MITA竹伸，ERIS與MPYS）。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)銜接蛋白的活化會通過IRF3或IRF7來激活NF-κB和/或I型干擾素的分泌簇宽，從而導(dǎo)致促炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生勋篓。AIM2激活細(xì)胞質(zhì)中的炎性小體，炎性小體催化并產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子魏割，例如IL-1β譬嚣，IL-18，并且會誘導(dǎo)焦亡（pyroptosis见妒，這是一種炎性細(xì)胞死亡形式）孤荣。I型干擾素的通過旁分泌與自分泌的形式發(fā)揮作用，它結(jié)合并激活異IFN-α受體1的二聚體（IFNAR1與IFNAR2）须揣。受體的結(jié)合導(dǎo)致相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的活化盐股，這些通路會誘導(dǎo)干擾素刺激基因的轉(zhuǎn)錄（ISGs，interferon-stimulated genes）耻卡，從而抑制病原體的復(fù)制和組裝疯汁。此外，促炎性細(xì)胞因子與趨化因子還會通過招募中性粒細(xì)胞卵酪，激活巨噬細(xì)胞的方式來發(fā)揮它們的清除病原體的作用幌蚊。I型干擾素，炎性細(xì)胞因子和其它免疫調(diào)節(jié)分子會進(jìn)一步誘導(dǎo)并強(qiáng)化適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的活化溃卡，也能發(fā)揮清除病原體的作用溢豆。
在這篇綜述里，作者討論了內(nèi)體與細(xì)胞質(zhì)中的感受器是如何識別來源于微生物病原體的核酸的瘸羡。作者主要討論了核酸識別漩仙，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，以及病原體逃避宿主先天性免疫識別通路的分子機(jī)制犹赖。
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所有的微生物病原體都使用DNA或RNA作為其基因組队他，在復(fù)制的過程中還會產(chǎn)生其它的核酸中間物。因此峻村，對于這些核酸的識別是宿主細(xì)胞作為一種識別各種微生物病原體的常規(guī)機(jī)制麸折。各種核酸感受器不同的亞細(xì)胞定位和表達(dá)可以使宿主細(xì)胞能夠有效地捕獲各種入侵的病原體。由于微生物病原體的基因組核酸以及復(fù)制策略的特征不同粘昨，不同的病原體會將它們的DNA或RNA暴露在宿主中不同的亞細(xì)胞區(qū)室垢啼。內(nèi)體溶酶體（Endolysosomes）與細(xì)胞質(zhì)是這些微生物核酸存在的主要位點(diǎn)窜锯。雖然一些病原體則能進(jìn)入侵宿主的細(xì)胞質(zhì)，但是，大多數(shù)的細(xì)胞和病毒通過內(nèi)吞作用（endocytosis）進(jìn)入宿主的細(xì)胞質(zhì)中的毡代，此后，病原體從內(nèi)體（endosome）逃逸到細(xì)胞質(zhì)中，或者是被傳遞到溶酶體（lysosome）被清除熔号。此外，在細(xì)胞質(zhì)中个初，一些病原體和它們的復(fù)制中間產(chǎn)物被通過自噬作用（autophagy）被困在自噬體（autophagosome）中沈堡，這些自噬體會與溶酶體融合。因此浪听，內(nèi)體溶酶體（endolysosome）是微生物核酸暴露的一個(gè)常規(guī)位點(diǎn)螟碎，有5個(gè)TLR家族成員對此進(jìn)行監(jiān)測，分別為TLR3（識別dsRNA）迹栓，TLR7（識別ssRNA）掉分，TLR8（識別ssRNA），TLR9（含有CpG基序的單鏈未甲基化的DNA）（注：CpG全稱為cytosine-phosphate-guanine）克伊，TLR13（識別細(xì)菌23S核糖體RNA催化核心上的一段特定序列）酥郭。由于每個(gè)TLR識別不同核酸的特征，因此愿吹，免疫細(xì)胞內(nèi)體中的TLRs可以檢測許多微生物的感染不从。
但是，大多數(shù)非免疫細(xì)胞并不表達(dá)有核酸識別功能的TLRs犁跪，并且病原體可以通過進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)來逃避內(nèi)體的識別椿息。不過，即使在這種情況下坷衍，微生物的感染仍然會誘導(dǎo)一個(gè)強(qiáng)烈的先天性免疫應(yīng)答寝优，因此細(xì)胞質(zhì)中存在PRRs，包括一些DNA與RNA感受器（表格1）枫耳。識別病原體來源的RNA的細(xì)胞質(zhì)感受器是3個(gè)RLR家族成員乏矾，分別為RIG-I，MDA5（melanoma differentiation associated gene 5）嘉涌，LGP2（laboratory of genetics and physiology 2）妻熊。而細(xì)胞質(zhì)中識別病原體來源的DNA感受器主要是cGAS，在某些免疫細(xì)胞中仑最，還包括AIM2扔役。在這一部分中，我們主要討論典型的微生物以及識別它們的宿主核酸感受器警医。
RNA病毒
病毒是地球上最廣泛的生命形式亿胸，根據(jù)它們的基因組和復(fù)制策略坯钦，可以將病毒分為7個(gè)大類。大多數(shù)的RNA病毒基因組就屬于7大類中的3類侈玄，即dsRNA婉刀，正義鏈ssRNA或反義鏈ssRNA。RNA病毒的復(fù)制通常發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)序仙，在每類RNA病毒復(fù)制時(shí)突颊，它們或許都會產(chǎn)生dsRNA與ssRNA中間產(chǎn)物。因此潘悼，宿主的先天性免疫細(xì)胞并不能很好地區(qū)分這三類RNA病毒律秃。在內(nèi)體通路方面，TLR3識別dsRNA配體治唤，但是它也能檢測另外兩類病毒棒动。除了dsRNA逆轉(zhuǎn)錄病毒（reoviruses）外，TLR3能識別一系列(-)ssRNA病毒宾添，例如人呼吸道合胞病毒（human respiratory syncytial virus船惨，HRSV），以及一些(+)ssRNA病毒缕陕，例如微小核糖核酸（Picornaviridae）科的病毒粱锐，例如腦心肌炎病毒（encephalomyocarditis
virus，EMCV）榄檬，柯薩奇病毒（coxsackie
virus）卜范，還能識別黃病毒科（Flaviviridae）的病毒，例如西尼羅病毒（West Nile virus鹿榜，WNV）海雪。相比之下，TLR7和TLR8更偏向于識別ssRNA配體舱殿，它們能識別彈狀病毒科（Rhabdoviridae）的水泡性口腔炎病毒（vesicular stomatitis
virus奥裸，VSV），與正黏液病毒科（Orthomyxoviridae）的甲流病毒（influenza A virus）沪袭，這兩類病毒都是(-)ssRNA病毒湾宙。
細(xì)胞質(zhì)中的RNA感受器RIG-I和MDA5也能識別大多數(shù)的RNA病毒。RIG-I通常5’端攜帶的兩個(gè)或三個(gè)磷酸的病毒RNA結(jié)合冈绊，而MDA5則更偏向于結(jié)合更長鏈的dsRNA配體侠鳄。RIG-I和MDA5都能識別特殊與普通的RNA病毒各類。RIG-I偏向的病毒包括一些(-)ssRNA病毒死宣，例如HRSV伟恶，VSV與甲型/乙型流感病毒，以及一些(+)ssRNA病毒毅该，例如黃病毒科的丙肝病毒博秫，日本腦炎病毒（Japanese Encephalitis Virus潦牛，JEV），副黏液病毒科（Paramyxoviridae）的新城雞瘟病毒（Newcastle disease
virus）和仙臺病毒（Sendai virus挡育，SeV）巴碗。MDA5則能識別微小核糖核酸（Picornaviridae）科的EMCV病毒與小兒麻痹病毒（polio virus）。雖然RIG-I與MDA5有著差異即寒，但是它們能識別一些相同的病毒橡淆，例如dsRNA逆轉(zhuǎn)錄病毒和一些(+)ssRNA病毒，例如黃病毒科（Flaviviridae）的登革病毒（dengue virus）和WNV病毒蒿叠。LGP2是RLR家族的第三個(gè)成員明垢，它本身沒有內(nèi)在的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)活性，LGP2據(jù)說能調(diào)控RIG-I和MDA5的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)市咽。一些文獻(xiàn)指出，LGP2在調(diào)控MDA5介導(dǎo)的針對小核糖核酸病毒（picornavirus）抵蚊，例如EMCV和門果病毒（mengo viurs）的應(yīng)答方面發(fā)揮正向調(diào)控作用施绎。有意思的是，細(xì)胞質(zhì)中的DNA感受器cGAS也能識別WNV和登革這兩種RNA病毒的感染贞绳，這有可能是通過識別它們感染后誘導(dǎo)的宿主細(xì)胞損傷導(dǎo)致的DNA泄漏而實(shí)現(xiàn)的谷醉，例如登革病毒的病毒會誘導(dǎo)線粒體DNA泄漏到細(xì)胞質(zhì)中，從而被cGAS識別冈闭。
DNA病毒
DNA病毒的基因組是dsDNA或ssDNA俱尼，大多數(shù)的DNA病毒會進(jìn)入細(xì)胞核中進(jìn)行復(fù)制，因?yàn)镈NA病毒的復(fù)制需要一些宿主的復(fù)制機(jī)制萎攒。常見的一些DNA病毒包括遇八，1-型單純皰疹病毒（herpes simplex virus 1，HSV-1）耍休，腺病毒（adenovirus）刃永，人乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）羊精，牛痘病毒（vaccinia virus斯够，VACV）與巨細(xì)胞病毒（cytomegalovirus，CMV）喧锦，cGAS都能識別上述病毒读规，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)中的DNA與cGAS結(jié)合后，就會激活cGAS燃少。AIM2最初報(bào)道指出束亏，它能識別DNA病毒的感染，例如VACV與小鼠巨噬細(xì)胞病毒供汛。但是枪汪，最近研究發(fā)現(xiàn)涌穆，在體內(nèi)，cGAS也能作為一個(gè)重要的CMV感受器雀久。ＭＣＭＶ感染的小鼠會出現(xiàn)兩個(gè)階段的干擾素生成宿稀，但是只有第一階段是cGAS/STING依賴的，這一階段對于抑制病毒的復(fù)制有著重要的作用赖捌。因此祝沸，cGAS是一個(gè)重要的識別DNA的先天性免疫感受器。
逆轉(zhuǎn)錄病的基因組是RNA或DNA越庇。RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒有(+)ssRNA罩锐，但是它的復(fù)制依賴于逆轉(zhuǎn)錄。一旦感染了逆轉(zhuǎn)錄病毒卤唉，病毒的RNA就會被逆轉(zhuǎn)錄為DNA涩惑，然后插入到宿主的基因組中，接著病毒的DNA就會進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)錄桑驱，表達(dá)竭恬。因此，從原理上來說熬的，在感染期間痊硕，一個(gè)RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒也許會將它的RNA，DNA和/或RNA:DNA雜交核酸暴露出來押框。但是岔绸，人類的機(jī)體中含有大量內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒元件，并且不會造成明顯的病理性后果橡伞；因此機(jī)體中必然存在著一些機(jī)制用于阻止先天性免疫識別對于內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的識別盒揉。一個(gè)最典型的RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒就是人類免疫缺陷病毒（HIV）。HIV能夠通過多種機(jī)制來逃避先天性免疫系統(tǒng)的識別骑歹，保護(hù)自己预烙。當(dāng)這樣的保護(hù)出現(xiàn)障礙時(shí)，機(jī)體就能快速地檢測到HIV的感染道媚，接著機(jī)體就會出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)烈的抗病毒應(yīng)答扁掸。例如，TREX1是一個(gè)宿主細(xì)胞質(zhì)的外切酶最域，它能夠降解逆轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄出來的DNA谴分，阻止DNA在細(xì)胞質(zhì)中的積累。在人類和小鼠巨噬細(xì)胞和DC細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中镀脂，敲除細(xì)胞中的TREX1牺蹄，使用HIV感染會導(dǎo)致病毒的DNA在細(xì)胞中積累，從而被細(xì)胞質(zhì)中的感受器薄翅，例如cGAS所識別沙兰；此外氓奈，逆轉(zhuǎn)錄活性也是cGAS活化的一個(gè)前提條件。一旦識別出由HIV的RNA或其它逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA轉(zhuǎn)錄而來的DNA時(shí)鼎天，cGAS就會合成第二信使cGAMP舀奶，用于激活下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)I型干擾素的表達(dá)斋射。
DNA逆轉(zhuǎn)錄病毒是一小類病毒育勺，它們攜帶有dsDNA基因組，但是它們能在細(xì)胞核中合成(+)ssRNA鏈罗岖，此鏈也被稱為前基因組RNA（pregenomic RNA）涧至，即pgRNA，pgRNA再在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄桑包，用于病毒基因組DNA的復(fù)制南蓬。最好的案例就是乙肝病毒（HBV），全球有數(shù)億人感染HBV捡多。雖然HBV感染能向宿主細(xì)胞引入病毒的DNA和RNA蓖康，但是先天性免疫系統(tǒng)對HBV的應(yīng)答則很微弱，并沒有明顯的I型干擾素的產(chǎn)生垒手。即使這樣，最近有文獻(xiàn)報(bào)道倒信，MDA5和RIG-I能夠作為HBV的感受器科贬。在人類肝細(xì)胞系與小鼠細(xì)胞系中敲除MDA5后，HBV的復(fù)制能增加鳖悠。但是榜掌，其它的研究也指出，是RIG-I識別了HBV的pgRNA乘综，而非是MDA5憎账。RIG-I與HBV的pgRNA結(jié)合不僅能介導(dǎo)III型干擾素的產(chǎn)生（III型干擾素包括IFN-λ1，2和3）卡辰，還能通過干預(yù)HBV的聚合酶P向pgRNA的招募來抑制病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程胞皱。無論是MDA5還是RIG-I對HBV的識別似乎取決于病毒的基因型，因?yàn)橛械难芯繄F(tuán)隊(duì)使用了不同基因型的HBV得到了矛盾的結(jié)果九妈。事實(shí)上反砌，由于在逆轉(zhuǎn)錄過程中缺乏校正機(jī)制，HBV會出現(xiàn)許多基因型萌朱，亞基因型以及突變體宴树。
細(xì)胞病原體通過吞噬作用（phagocytosis）進(jìn)入宿主細(xì)胞，隨后被內(nèi)體中的TLR9和TLR13（人類方面未發(fā)現(xiàn)TLR13）識別晶疼。TLR9能識別細(xì)菌未甲基化的CpG DNA酒贬，而小鼠的TLR13則能識別細(xì)菌的23S核糖體RNA又憨。細(xì)胞質(zhì)中的DNA感受器也能識別細(xì)菌。例如有報(bào)道指出锭吨，cGAS能識別各種胞內(nèi)菌蠢莺，例如沙眼衣原體（Chlamydia
trachomatis），單核增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）耐齐，土拉弗朗西斯菌（Francisella tularensis）浪秘。土拉弗朗西斯菌感染巨噬細(xì)胞會激活A(yù)IM2炎性小體。雖然cGAS和AIM2都是dsDNA感受器埠况，但是它們偏好不同的配體耸携。在識別新兇手弗朗西絲氏菌（Francisella novicida）來源的DNA方面，cGAS與AIM2就有著不同的作用辕翰。新兇手弗朗西絲氏菌（Francisella novicida）的感染首先會通過cGAS途徑來誘導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生夺衍，導(dǎo)致鳥苷結(jié)合蛋白（guanylate-binding proteins，GBP）的表達(dá)喜命。在GBP的輔助下沟沙，宿主因子，即免疫相關(guān)的GTPase家族成員B10（IRGB10壁榕，immunity-related GTPase family member B10）就會被招募到細(xì)菌表面矛紫，誘導(dǎo)細(xì)菌DNA的釋放，激活A(yù)IM2牌里。
最近幾年在研究核酸感受器識別分枝桿菌的方面取得了巨大進(jìn)步颊咬。雖然結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis ）經(jīng)過內(nèi)吞作用（endocytosis）進(jìn)入吞噬體（phagosome），并駐留其中牡辽，但是結(jié)核分枝桿菌能夠通過它的ESX1分泌系統(tǒng)（VII型分泌系統(tǒng)喳篇，一個(gè)6kDa的蛋白）透過吞噬體的膜，這就有利于細(xì)菌的DNA暴露在細(xì)胞質(zhì)中态辛。早期的研究支持AIM2在體內(nèi)是一個(gè)重要的結(jié)核分枝桿菌感受器麸澜。最近的幾個(gè)研究團(tuán)隊(duì)則指出，cGAS在識別結(jié)核分枝桿菌方面發(fā)揮著重要作用奏黑，cGAS識別病原體后炊邦，隨后宿主細(xì)胞會產(chǎn)生IFN-β。有文獻(xiàn)指出攀涵，AIM2和cGAS能與結(jié)核分枝桿菌來源的DNA在細(xì)胞質(zhì)中共定位铣耘，這種結(jié)論可以擴(kuò)展那到那些有可能通過ESX1分泌系統(tǒng)的細(xì)菌因子方面。
TLRs是研究最廣泛的PRR以故，它們主要表達(dá)在免疫細(xì)胞中蜗细，TLRs能夠識別來源于微生物病原體PAMPs。在TLRs中，TLR3炉媒，TLR7踪区，TLR8，TLR9和TLR13都是跨膜蛋白吊骤，它們能識別內(nèi)體吞噬體中的核酸（圖表1缎岗，表格1）。因?yàn)榇蠖鄶?shù)的微生物是通過內(nèi)吞作用（endocytosis）或吞噬作用（phagocytosis）進(jìn)入宿主細(xì)胞的白粉，因此TLRs為內(nèi)體區(qū)室提供了一個(gè)有效的感染監(jiān)測機(jī)制传泊。
[if !vml]
[endif]
識別核酸的TLR是一個(gè)單跨膜蛋白，它們含有一些相似的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)：一個(gè)用于識別PAMP的胞外域（ectodomain）鸭巴，這是一個(gè)跨膜蛋白眷细，一個(gè)C開端細(xì)胞質(zhì)Toll/IL-1受體（TIR）結(jié)構(gòu)域。胞外域與內(nèi)體吞噬體內(nèi)腔中不同特征的核酸結(jié)合鹃祖。最近幾年溪椎，在理解TLR對它們配體識別與活化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方面取得了巨大進(jìn)步。
TLR3識別dsRNA恬口。TLR3的胞外域由一個(gè)N端為富亮氨酸的重復(fù)序列（LRR校读，leucine-rich
repeat）構(gòu)成，接著是23個(gè)LRRs祖能，C端是一個(gè)加帽結(jié)構(gòu)域歉秫。TLR3會形成一個(gè)馬蹄鐵樣的螺線型結(jié)構(gòu)。一旦TLR3與配體結(jié)合养铸，胞外域就會與dsRNA形成復(fù)合物端考，此復(fù)合物像一個(gè)三明治一樣，兩個(gè)胞外域分子夾著一個(gè)dsRNA揭厚，其中dsRNA呈現(xiàn)出右手A-DNA樣結(jié)構(gòu)。雖然TLR3被高度糖基化扶供，但是每個(gè)胞外域還是含有一個(gè)不含糖基的一側(cè)筛圆，它們含有兩個(gè)RNA結(jié)合位點(diǎn)，可以與配體的磷酸糖骨架相互作用椿浓，這使得它們可以通過一種非序列依賴的方式進(jìn)行RNA識別太援。在中等酸性的pH環(huán)境例如前溶酶體（endolysosome）中，一個(gè)必需組氨酸殘基的咪唑（imidazole）基團(tuán)提供的質(zhì)子化作用能夠提供正電荷扳碍，這是結(jié)合帶有負(fù)電荷的dsRNA所必需的條件提岔。
TLR7/8識別ssRNA。TLR7/8/9高度同源笋敞，每個(gè)都含有26個(gè)LRR碱蒙，以及中間呈現(xiàn)一個(gè)Z環(huán)結(jié)構(gòu)。與TLR3不同的是，這三個(gè)TLR的胞外區(qū)是一個(gè)環(huán)狀線圈結(jié)構(gòu)赛惩，其N端與C端直接結(jié)合哀墓。失活狀態(tài)下的TLR7胞外域是一個(gè)單體；配體的結(jié)合會誘導(dǎo)它們形成一個(gè)M形狀的對稱二聚體結(jié)構(gòu)喷兼，其中C位于中心篮绰。每個(gè)二聚體會與兩個(gè)小分子結(jié)合，例如鳥嘌呤核苷或瑞喹莫德（resiquimod）（R848）季惯，或者是兩個(gè)ssRNA（UUU）結(jié)合吠各。每個(gè)小分子會完全嵌合在二聚化的表面，而每個(gè)UUU則會與兩個(gè)胞外域以及Z-loop的凹面結(jié)合勉抓。TLR8與TLR7不同的是贾漏，TLR8不需要配體的結(jié)合就能預(yù)形成一個(gè)二聚體，但C末端的TIR結(jié)構(gòu)域處于一個(gè)非活化的二聚體狀態(tài)琳状，互相遠(yuǎn)離磕瓷。尿苷與富含GU的ssRNA一旦與之結(jié)合（以一種類似于TLR7結(jié)合的方式），就會誘導(dǎo)TLR8二聚體表面的重構(gòu)念逞，使它們的C末端相互接近困食。對于TLR7和TLR8來說，小分子配體都能單獨(dú)誘導(dǎo)它們的活化翎承，而不僅僅是ssRNA硕盹。但是，ssRNA的結(jié)合會增加它們對來源于ssRNA的鳥嘌呤核苷和尿苷的親和力叨咖。
TLR9識別細(xì)菌CpG DNA瘩例。TLR9的胞外域與TLR7類似，TLR9的胞外域在沒有配體結(jié)合的情況下甸各，也是一個(gè)環(huán)狀線圈單體垛贤。當(dāng)含有CpG的細(xì)菌ssDNA與之結(jié)合時(shí)，它會形成一個(gè)2:2的復(fù)合物趣倾，每個(gè)CpG DNA分子的表面會接近聘惦。表面1來源于一個(gè)胞外域的N端，它與DNA上的堿性部分結(jié)合儒恋，而表面2來源另外一個(gè)胞外域的C端善绎，它與DNA的骨架結(jié)合。最近又發(fā)現(xiàn)了TLR9的另外一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)诫尽；它能與5'末端第二位點(diǎn)攜帶了胞嘧啶的DNA結(jié)合（5’-xcx DNA）禀酱。這個(gè)另外的結(jié)合位點(diǎn)對應(yīng)著TLR7和TLR8的核酸結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)CpG
DNA存在時(shí)牧嫉，5’-xcx DNA與TLR9結(jié)合剂跟，形成2:2:2復(fù)合物，它們對于優(yōu)化TLR9的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有著重要意義。
TLR13識別細(xì)菌23S rRNA浩聋。小鼠表達(dá)TLR13观蜗，人類不表達(dá)TLR13。TLR13能識別一個(gè)保守的單鏈序列衣洁，即CGGAAAGACC墓捻，該序列位于細(xì)胞23S rRNA的催化中心。當(dāng)TLR13與23S rRNA結(jié)合時(shí)坊夫，會誘導(dǎo)TLR13形成一個(gè)M樣的2:2二聚體砖第，此二聚體含有兩個(gè)TLR13胞外域和兩個(gè)RNA分子。每個(gè)胞外域會與ssRNA配體形成一個(gè)橢圓形狀的結(jié)構(gòu)环凿，以適應(yīng)內(nèi)部的凹陷區(qū)梧兼。RNA配體形成的一個(gè)莖環(huán)樣的結(jié)構(gòu)是TLR13識別所必需的結(jié)構(gòu)。RNA配體的2’羥基基團(tuán)參與形成重要的RNA特異性氫鍵智听，從而維持莖環(huán)樣結(jié)構(gòu)羽杰，這就解釋了TLR13是如何區(qū)分DNA與RNA的。
TLR的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
配體的結(jié)合會誘導(dǎo)TLRs及其胞質(zhì)TIR結(jié)構(gòu)域的寡聚化到推，通過招募銜接蛋白（adaptor proteins）開啟下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)考赛。除了TLR3是招募銜接蛋白TRIF（TIR-domain-containing
adapter-inducing interferon-β）锁右，（TRIF也被稱為TICAM1郑临，即TIR-domain-containing adaptor
molecule-1），其余的TLR則是招募MyD88（myeloid differentiation primary response 88）呆躲。TRIF開啟信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)捣卤，導(dǎo)致以IRF3和NFκB的活化忍抽，而MyD88則激活NF-κB，IRF4與IRF7（圖表1董朝，表格1）鸠项。在下面的部分中我們會以TLR3和TLR7/9為例來討論一下它們下游的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而理解核酸誘導(dǎo)的TLR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子姜。
TLR3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)锈锤。在內(nèi)體溶酶體中，dsRNA與TLR3的結(jié)合有利于TIR結(jié)構(gòu)域的寡聚化闲询，反過來TIR的結(jié)構(gòu)域與銜接蛋白TRIF結(jié)合。除了TIR結(jié)構(gòu)域外浅辙，TRIF還含有一個(gè)N末端結(jié)構(gòu)域（NTD）扭弧，與一個(gè)C端受體相互作用蛋白1（RIP-1，C-terminal receptor-interacting
protein 1）同型相互作用基序（RHIM）记舆。失活的TRIF會通過分子內(nèi)的相互作用處于一種自抑制狀態(tài)鸽捻，它會屏蔽TRIF與下游分子的結(jié)合位點(diǎn)。TRIF和TLR3之間的TIR-TIR相互作用會誘導(dǎo)TRIF的寡聚化與活化∮眩活化的TRIF會與腫瘤壞死因子受體結(jié)合因子3（TRAF3衣赶， tumor necrosis factor receptor–associated factor 3）結(jié)合，TRAF3隨后招募而來的TANK結(jié)合激酶1（TBK1厚满，TANK-binding kinase 1）和κBε抑制劑（IKKε）復(fù)合物重要的泛素連接酶府瞄。TRIF/TBK1復(fù)合物會進(jìn)一步招募并磷酸化IRF3，導(dǎo)致IRF3的二聚化碘箍，產(chǎn)生IFN-β遵馆。
除了IRF3外，TRIF還能激活NF-κB通路丰榴。在靜息狀態(tài)下货邓，NF-κB是一個(gè)異二聚體，它由p65和p50構(gòu)成四濒，在細(xì)胞質(zhì)中换况，它與抑制亞基IκB結(jié)合，處于了屏蔽狀態(tài)盗蟆「甓活化的IKK復(fù)合物能磷酸化IκB，IKK復(fù)合物由一個(gè)催化亞基IKKα和IKKβ姆涩，以及一個(gè)調(diào)控亞基NEMO構(gòu)成挽拂，磷酸化的IκB會經(jīng)歷多聚泛素化與蛋白酶體降解，釋放出NF-κB骨饿，使之進(jìn)入核中亏栈，開始促炎癥基因的轉(zhuǎn)錄。TRIF的RHIM結(jié)構(gòu)域與與受體相互作用絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶1（RIPK1宏赘，receptor-interacting serine/threonine-protein kinase 1）結(jié)合绒北，激活轉(zhuǎn)化生成因子β（TGF-β）活化激酶1（TAK1），導(dǎo)致IKK的活化察署。在RIPK1敲除的小鼠胚系成纖維細(xì)胞（MEF）中闷游，poly(I:C)誘導(dǎo)NF-κB的活化受損，但是IFN-β的產(chǎn)生則是完整的贴汪，這說明TRIF介導(dǎo)的IRF3活化與NF-κB獨(dú)立的脐往。
TLR7/9信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。TLR7和TLR9通過銜接蛋白MyD88來進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)扳埂，誘導(dǎo)IFN-α與促炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生业簿。這兩條通路都能特異地激活I(lǐng)RF7，而非IRF3阳懂，進(jìn)而誘導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生梅尤。此外柜思，TLR7和TLR9通過激活的是IRF7，而非TBK1或IKKε巷燥。銜接蛋白MyD88含有一個(gè)N末端死亡結(jié)構(gòu)域赡盘，這是一個(gè)中間結(jié)構(gòu)域，還含有一個(gè)C末端TIR結(jié)構(gòu)域缰揪，這個(gè)TIR結(jié)構(gòu)域能與TLR7/9的TIR結(jié)構(gòu)域相互作用陨享。通過TIR-TIR的相互作用，MyD88分子被招募到受體復(fù)合物上邀跃，它們的死亡結(jié)構(gòu)域二聚化霉咨。MyD8的活化會誘發(fā)MyDD小體（MyDDosome）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物的形成，MyDD小體由MyD88拍屑，IL-1受體結(jié)合激酶（IRAK）家族激酶IRAK4和IRAK1/2構(gòu)成途戒。MyDD小體的形成是由MyD88和IRAK的死亡結(jié)構(gòu)域的寡聚化誘導(dǎo)的。MyDD小體然后會促進(jìn)IRAK4的反式自身磷酸化與活化僵驰，導(dǎo)致IRAK4介導(dǎo)的IRAK1/2的磷酸化與活化喷斋。MyD88和IRAK1能直接招募IRF7，導(dǎo)致IRAK1介導(dǎo)的磷酸化蒜茴，激活I(lǐng)RF7星爪。遺傳學(xué)的證據(jù)與之相符，IRAK4和IRAK1的激酶活性參與IFN-α的合成粉私。另外一個(gè)激酶IKKα也參與IRF7的活化顽腾，但是IRAK1和IKKα之間的功能關(guān)系還不清楚。
TRAF6和TRAF3是兩個(gè)E3泛素連接酶诺核，它們參與TLR7/9通路中IRF7的活化抄肖。但是泛素過程是如何促進(jìn)IRF7活化的，還不清楚窖杀。TRAF6參與NF-κB的活化漓摩，以及TLR7/9信號轉(zhuǎn)導(dǎo)下游的炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生，TRAF3則無此作用入客。NF-κB的活化是由TRIF下游的一個(gè)類似機(jī)制介導(dǎo)的管毙，這涉及到TABk1和IKK復(fù)合物的招募。TLR7和TLR9誘導(dǎo)促炎癥細(xì)胞因子（IFN-α除外）需要另外一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子IRF5的參與桌硫，IRF5也是MyD88和TRAF6的下游信號分子夭咬。IKKβ在Ser462位點(diǎn)磷酸化IRF5，這種磷酸化對于誘導(dǎo)促炎癥細(xì)胞因子有著重要的作用铆隘。IRF5和NF-κB都能與這些促炎癥細(xì)胞因子的啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合皱埠，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄激活。
TLR的轉(zhuǎn)運(yùn)與微生物核酸的識別
由于核酸識別的TLRs能從內(nèi)體溶酶體中開啟信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)咖驮，因此它們從ER轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)體溶酶的這個(gè)事件是它們發(fā)揮功能的前提（圖表1）边器。CpG DNA的刺激能誘導(dǎo)一個(gè)強(qiáng)烈TLR9轉(zhuǎn)運(yùn)，將它從ER轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)體溶酶體中托修，而用TLR7的激動(dòng)劑咪喹莫特（imiquimod）以及其它的并不能激活TLR7的刺激物忘巧，例如CpG DNA或LPS刺激時(shí)，TLR7也能發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)睦刃。各種刺激物誘導(dǎo)TLR轉(zhuǎn)運(yùn)的精確機(jī)制還不清楚砚嘴，但是一個(gè)駐留在ER的蛋白u(yù)nc-93同系物B1（UNC93B1）則對所有這些內(nèi)體的TLRs轉(zhuǎn)運(yùn)有著重要作用。UNC93B1通過它們的跨膜結(jié)構(gòu)域直接與TLRs結(jié)合涩拙，將TLRs駐留在ER來源的囊泡中际长，進(jìn)一步被轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體與后高爾基體（post-Golgi）內(nèi)體溶酶體中。小鼠或者是UNC93B1缺陷的患者會出現(xiàn)核酸識別TLRs信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的障礙兴泥，這與前面提到的研究是一致的工育。TLR9介導(dǎo)的通路會在內(nèi)體溶酶體區(qū)室中進(jìn)一步被后高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)精確調(diào)控。在漿細(xì)胞樣DC中搓彻，TLR9位于早期內(nèi)體中如绸，當(dāng)用CpG-DNA刺激時(shí)，經(jīng)能激活NF-κB通路旭贬，釋放促炎癥細(xì)胞因子怔接，但是IRF7的活化用于產(chǎn)生干擾素I的過程要依賴于銜接蛋白復(fù)體物3（AP3）介導(dǎo)的TLR9轉(zhuǎn)運(yùn)，將TLR9轉(zhuǎn)運(yùn)到一個(gè)LAMP2陽性內(nèi)體（這個(gè)LAMP2陽性內(nèi)體我的理解就是稀轨，使用LAMP2抗體染色扼脐，呈現(xiàn)陽性的內(nèi)體）中。延長信號轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物（含有MyD88奋刽，IRAK4瓦侮，IRAK1，與IRF7）在內(nèi)體膜中的駐留時(shí)間會導(dǎo)致pDCs產(chǎn)生大量的IFN-α杨名。在酸性區(qū)室中脏榆，TLR轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)體溶酶體會導(dǎo)致TLRs的蛋白酶解過程；有文獻(xiàn)報(bào)道台谍，這樣的過程參與內(nèi)體中TLRs（包括TLR7和TLR9）的活化须喂。
雖然TLRs能夠通過內(nèi)體核酸識別系統(tǒng)來識別各種微生物的感染，但是這個(gè)系統(tǒng)也有自己的局限趁蕊，因?yàn)楹芏喾敲庖呒?xì)胞并不表達(dá)TLR坞生，并且在內(nèi)體溶酶體中，配體與TLR的結(jié)合對于結(jié)合方向也有要求掷伙。因此是己，除了內(nèi)體外，還有識別微生物更加普遍的方式任柜。在早期的研究中卒废，人們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)可以被dsRNA激活的抗病毒蛋白沛厨。一個(gè)是干擾素誘導(dǎo)的2’ 5’ 寡腺苷酸合成酶?（oligoadenylate synthetase，OAS）摔认，當(dāng)OAS與dsRNA結(jié)合時(shí)逆皮，會合成2’5’-寡腺苷酸，觸發(fā)由核糖核酸酶RNaseL介導(dǎo)的病毒RNA降解参袱。另外一個(gè)蛋白就是dsRNA依賴的蛋白激酶R（PKR电谣，dsRNA-dependent
protein kinase R），這是一個(gè)絲氨酸/蘇氨酸激酶抹蚀，一旦被dsRNA結(jié)合并活化剿牺，它會通過磷酸化真核起始因子2（eukaryotic initiation factor 2）的α亞基來抑制病毒的復(fù)制，因此會抑制病毒mRNA的翻譯环壤。后來有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)晒来，細(xì)胞質(zhì)中RNA誘導(dǎo)的，TLR非依賴的干擾素應(yīng)答依賴于細(xì)胞質(zhì)中的RNA感受器镐捧，例如RIG-I潜索，MDA5，以及它們的下游信號銜接蛋白MAVS（MAVS全稱為mitochondrial antiviral-signaling protein懂酱，MAVS也稱為IPS-1, VISA和CARDIF）竹习。IRG-I和MDA5識別的細(xì)胞質(zhì)dsRNA可以激活MAVS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，激活I(lǐng)型干擾素和促炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)（表格1）列牺。I型干擾素誘導(dǎo)一連串的ISGs整陌，例如OAS，PKR瞎领，用于對抗病毒感染泌辫。
RIG-I樣受體識別細(xì)胞質(zhì)中微生物的RNA
RIG-I樣受體家族包括三個(gè)成員，IRG-I九默，MDA5震放，LGP2，它們都駐留在細(xì)胞質(zhì)中驼修，識別病毒RNA結(jié)合殿遂。所有的RLRs都擁有一個(gè)C末端結(jié)構(gòu)域（CTD）和一個(gè)中間RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域用于催化ATP的水解。RIG-I和MDA5的N末端含有一個(gè)串聯(lián)caspase招募結(jié)構(gòu)域（CARDs乙各，caspase recruitment domains）（LGP2不含此結(jié)構(gòu)）墨礁，CARD能直接與MAVS結(jié)合，激活下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)耳峦。LGP2不含CARD恩静，它自身不能激活MAVS，但是有文獻(xiàn)指出蹲坷，LGP2能調(diào)控dsRNA刺激的RIG-I和MDA5信號轉(zhuǎn)導(dǎo)驶乾。
所有的RLRs能識別病原體來源的dsRNA邑飒，只是不同的RLR有一些不同的配體偏好。RIG-I識別攜帶有5’三磷酸的鈍末端短dsRNA级乐，并且對5’二磷酸鈍末端短dsRNA有低親和力幸乒，而MDA5被認(rèn)為能識別病毒來源的長dsRNA，雖然內(nèi)源性病毒RNA配體激活MDA5的精確機(jī)制還不清楚（圖表2）唇牧。5’三磷酸是許多RNA病毒的一個(gè)共同特征，例如HDV聚唐，甲流病毒丐重，而5’二磷酸則是被發(fā)現(xiàn)于存在逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組片段中。相比之下杆查，細(xì)胞的RNAs通常能夠在5’端被修飾扮惦。例如，mRNA會被5’帽子結(jié)構(gòu)修飾亲桦，tRNA是由其前體加工而來崖蜜，它含有一個(gè)5’-單磷酸。但是一些細(xì)胞的RNA客峭，例如7SL
RNA是由RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄而來的豫领，它在5’末端仍然含有未修飾的結(jié)構(gòu)（例如攜帶有5’三磷酸）。有人認(rèn)為舔琅，RIG-I通過與一些細(xì)胞內(nèi)的蛋白結(jié)合無法識別這樣的RNA等恐，但是這其中的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。另外一個(gè)能夠區(qū)分宿主與病毒RNA的重要特征就是宿主細(xì)胞mRNA的鳥嘌呤帽的2’-O-甲基化备蚓，RIG-I不會識別這種結(jié)構(gòu)课蔬。病毒的一個(gè)逃逸機(jī)制就是利用宿主或病毒的加帽酶，以及2’-O-甲基轉(zhuǎn)移酶來修飾病毒的mRNA郊尝，將其修飾為跟宿主mRNA類似的形式二跋。IFIT1（interferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 1，四肽重復(fù)干擾素誘導(dǎo)蛋白1）是一個(gè)抗病毒蛋白流昏，此蛋白能通過直接結(jié)合的方式識別5’三磷酸結(jié)構(gòu)的RNA扎即，但是有文獻(xiàn)指出，IFIT1是通過直接將病毒RNA隔離在一個(gè)復(fù)合物中來發(fā)揮抗病毒活性的横缔，此復(fù)合物含有IFIT家族成員铺遂。病毒mRNA帽子的2’-O甲基化也會導(dǎo)致病毒從IFIT-1介導(dǎo)的病毒蛋白翻譯抑制機(jī)制中逃逸。
LGP2識別特定RNA特征的機(jī)制還不清楚茎刚，但是目前知道襟锐，LGP2也能與dsRNA高親和力地結(jié)合。有意思的是膛锭，宿主對EMCV的識別需要MDA5和LGP2粮坞，后者能特異地識別一個(gè)反義鏈RNA蚊荣，也就是病毒RNA的L區(qū)。EMCV RNA的L區(qū)對于MDA5的LGP2相關(guān)的刺激性RNA配體以及EMCV的識別有著重要的作用莫杈。
RIG-I樣受體對配體識別的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
所有的RLRs都有一個(gè)CTD互例，它們有著類似的折疊與基礎(chǔ)表面，但是它們的RNA結(jié)合環(huán)的特征則不同筝闹。RLRs可以通過它們的CTDs結(jié)合dsRNA媳叨，只有RIG-I的CTD能特異識別攜帶了5'二磷酸或5'三磷酸的RNA。如果沒有RNA配體关顷，RIG-I就處于自抑制狀態(tài)糊秆，但是它的CTD則是柔性的，含有一個(gè)識別RNA末端的5'二磷酸或5’三磷酸的環(huán)狀結(jié)構(gòu)议双。CTD一旦捕獲配體痘番，解螺旋結(jié)構(gòu)域就會協(xié)同結(jié)合ATP，RNA就會改變RIG-I平痰，使之形成一個(gè)活性結(jié)構(gòu)汞舱，CTD與解螺旋結(jié)構(gòu)域就會形成一個(gè)圍繞著RNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，N末端的CARD結(jié)構(gòu)域也會暴露宗雇。ATP的水解會促進(jìn)RIG-I從RNA的5'末端發(fā)生轉(zhuǎn)移昂芜，這種轉(zhuǎn)移在RIG-I活化方面有著重要的作用。
MDA5和RIG-I含有類似的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)逾礁，但是最終的研究指出说铃，MDA5偏向結(jié)合更長的dsRNA用于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。MDA5主要通過CTD結(jié)合到RNA磷酸骨架和2’羥基基團(tuán)來與dsRNA相互作用嘹履，這與通過序列非特異性的RNA識別方式是相同的腻扇。不過RIG-I中的CTD環(huán)識別的是5’二磷酸或5’三磷酸，MDA5中的對應(yīng)的CTD環(huán)則不參與RNA的結(jié)合砾嫉。在RNA結(jié)合方面一個(gè)重要的方面就是幼苛，MDA5與dsRNA的莖部結(jié)合，而RIG-I則與尾部與dsRNA結(jié)合焕刮，這就導(dǎo)致了與RNA結(jié)合后舶沿，MDA5形成一個(gè)C型的結(jié)構(gòu)，而RIG-I形成了一個(gè)O型結(jié)構(gòu)配并。MDA5的細(xì)絲是以單體的頭尾結(jié)合方式排列的括荡，這些單體具有廣泛的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，這就解釋了MDA5在dsRNA結(jié)合以及對長鏈dsRNA結(jié)合方式具有高度協(xié)作性溉旋。
LGP2 CTD的結(jié)構(gòu)類似于RIG-I畸冲，它也偏向與dsRNA結(jié)合，但是對于5'三磷酸結(jié)構(gòu)沒表示出明顯的偏好。LGP2通過它的CTD末端與RNA末端結(jié)合邑闲，比MDA5有更強(qiáng)的親和力算行。對雞和人類的LGP2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，LGP2通過它的CTD以及解螺旋結(jié)構(gòu)域與dsRNA結(jié)合苫耸，參與LGP2介導(dǎo)的州邢，促進(jìn)MDA5的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。LGP2還能與dsRNA形成絲狀結(jié)構(gòu)褪子，但是比MDA5的結(jié)合效率要低量淌。有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，LGP2的存在會增強(qiáng)MDA5結(jié)合RNA的比例嫌褪，同時(shí)卻會減弱MDA5細(xì)絲的延長类少，這就導(dǎo)致了會形成更多，更短的MDA5細(xì)絲渔扎，這種現(xiàn)象被認(rèn)為它能比只含MDA5的長細(xì)絲更好的發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。在LGP2調(diào)控由RIG-I和MDA5介導(dǎo)的先天性免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面信轿，還需要更深入的研究晃痴。
RLRs必須被寡聚化才能被活化。RNA的結(jié)合能誘導(dǎo)RIG-I和MDA5結(jié)構(gòu)的重構(gòu)财忽，使之進(jìn)入活化構(gòu)象倘核，RIG-I會組裝形成四聚體，MDA5會形成更長的絲狀寡聚體（圖表2）RIG-I的CARD與游離的K63多聚泛素鏈結(jié)合后活化即彪，此事件會誘導(dǎo)RIG-I四聚體的形成紧唱，這個(gè)復(fù)合物對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的活化有著重要作用。RIG-I CARDs還能被K63多聚泛素鏈結(jié)合隶校，進(jìn)一步增強(qiáng)它的活化漏益。泛素連接酶，例如TRIM25和Riplet會通過合成K63多聚泛素鏈來促進(jìn)RIG-I的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)深胳。而RIG-I結(jié)合的去泛素酶圓柱瘤蛋白（CYLD,RIG-I-associated deubiquitination enzyme cylindromatosis）能通過移除K63多聚泛素鏈來抑制抗病毒的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)绰疤。游離的泛素鏈與RIG-I螺旋軌道的外部結(jié)合，發(fā)揮穩(wěn)定四聚體結(jié)構(gòu)的功能舞终，這有可能是通過CARDs的共價(jià)多聚泛素化作用來發(fā)揮穩(wěn)定作用的轻庆。RIG-I四聚體會形成一個(gè)左手單鏈螺旋結(jié)構(gòu)，這為MAVS的招募和活化提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（見下文）敛劝。
MDA5的寡聚化也需要它的CARDs與游離的K63多聚泛素鏈結(jié)合余爆。這同時(shí)還伴隨著多聚泛素介導(dǎo)的MDA5寡聚體復(fù)合物的穩(wěn)定，這類似于RIG-I四聚體的穩(wěn)定過程夸盟。MDA5細(xì)絲的形成會將其CARDs接近蛾方，觸發(fā)MDA5細(xì)絲外部的CRAD寡聚化。解旋酶結(jié)構(gòu)域的ATP水解會促進(jìn)構(gòu)象變化，暴露CARD转捕，導(dǎo)致它的寡聚化作岖。寡聚化的MDA5 CARDs然后招募和激活MAVS，用于下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)五芝。
MAVS的聚集
RIG-I和MDA5都能激活信號銜接蛋白MAVS痘儡，MAVS是一種線粒體膜蛋白。因此枢步，對于對各種RNA病毒的感染來說沉删，MAVS對此產(chǎn)生有效的先天性免疫應(yīng)答有著重要的作用。MAVS含有插入線粒體外膜的C-末端跨膜結(jié)構(gòu)域醉途。MAVS的活化需要它在線粒體表面組裝成類似朊病毒的聚合物（aggregates）（圖表2）矾瑰。MAVS聚合物的形成是由MAVS細(xì)胞質(zhì)N端的CARD介導(dǎo)的，該CARD與RIG-I或MDA5寡聚體的串聯(lián)CARD相互作用隘擎。RIG-I四聚體作為一個(gè)模板來招募MAVS的每個(gè)CARD殴穴，導(dǎo)致MAVS組裝成有活性的，類似朊病毒的絲狀物货葬，這些絲狀物有著相同的螺旋結(jié)構(gòu)采幌。螺旋MDA5的細(xì)絲也可以作為一個(gè)模板來激活MAVS聚合物；但這需要結(jié)構(gòu)學(xué)方面的證明震桶。MAVS的朊病毒特異已經(jīng)得到了生化和遺傳學(xué)方面的支持休傍。MAVS聚合物的一個(gè)特點(diǎn)是它的自我維持機(jī)制，這類似于朊病毒蹲姐。一旦少量的MAVS被被RIG-I或MDA5組裝成聚合物磨取，這些聚合物就會進(jìn)一步招募和激活其他MAVS分子，從而形成大的聚合物柴墩。這是一種產(chǎn)生快速忙厌，強(qiáng)烈的激活抗病毒信號的獨(dú)特機(jī)制。得注意的是江咳，一個(gè)由HCV編碼的蛋白酶會在跨膜結(jié)構(gòu)域附近進(jìn)行位點(diǎn)特異性切割慰毅，從而將MAVS從線粒體上移開，打破MAVS的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)扎阶。但現(xiàn)在從機(jī)制上來講汹胃，還不清楚線粒體的定位是如何控制MAVS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的，但是這有可能是通過線粒體膜能支持MAVS的聚集來發(fā)揮作用的东臀。
MAVS的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
MAVS通過激酶（包括IKK和TBK1）激活下游信號通路着饥，導(dǎo)致NF-κB和IRF3的激活，它們進(jìn)入細(xì)胞核惰赋，啟動(dòng)促炎癥細(xì)胞因子和干擾素的轉(zhuǎn)錄宰掉。K63多泛素化是RNA識別途徑所必需的呵哨，因?yàn)樵赗NA病毒感染時(shí)，使用K63R突變體取代內(nèi)源性泛素時(shí)轨奄，就會消除IRF3的激活孟害。K63多泛素化不僅促進(jìn)上述RLRs的寡聚化，而且在MAVS下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中也發(fā)揮著重要的作用挪拟。MAVS能通過不同的基序直接招募一些E3泛素連接酶挨务，包括TRAF2、TRAF5和TRAF6玉组。這三個(gè)TRAF是激活MAVS下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要E3連接酶谎柄，如果敲除這三個(gè)連接酶，當(dāng)RNA病毒感染時(shí)惯雳，就會導(dǎo)致宿主IRF3和IKK活化的消失朝巫。這些TRAF能冗余地促進(jìn)K63的多聚泛素化，但是對下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有重要作用的泛素化靶點(diǎn)現(xiàn)在還不清楚石景。NEMO是IKK和TBK1的調(diào)節(jié)性亞基劈猿，是一個(gè)泛素感受器，它通過泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)來被招募到MAVS/TRAFs復(fù)合物上潮孽。泛素與NEMO的結(jié)合（非是泛素化NEMO）對于MAVS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有著重要作用糙臼。NEMO隨后會招募IKK和TBK1到MAVS復(fù)合物上，導(dǎo)致NF-κB和IRF3的活化恩商。TBK1對IRF3的磷酸化需要MAVS在一個(gè)特定序列基序（pLxIS）上被磷酸化；這種磷酸化作用會將IRF3招募到TBK1上必逆，因此會允許IRF3被TBK1磷酸化怠堪。MAVS中的磷酸化基序在STING和TRIF中也是保守的，這就解釋了為什么使用MAVS名眉、STING和TRIF作為銜接蛋白來發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用粟矿，這幾個(gè)蛋白都有獨(dú)特的激活I(lǐng)RF3和誘導(dǎo)I型干擾素表達(dá)的作用。
除了RNA病毒外损拢，所有的微生物病原體都通過DNA進(jìn)行復(fù)制陌粹。在正常情況下，DNA駐留在細(xì)胞核和線粒體中福压，而不是細(xì)胞質(zhì)中。因此，細(xì)胞質(zhì)DNA的識別是一種檢測各種病原體感染的有效方法勇婴，但在宿主DNA細(xì)胞質(zhì)暴露異常的情況下焚志，也會出現(xiàn)自身免疫的風(fēng)險(xiǎn)。過去一直認(rèn)為胞漿DNA能夠觸發(fā)I型干擾素途徑胆筒。近年來邮破，大量的蛋白質(zhì)被認(rèn)為是細(xì)胞質(zhì)DNA感受器產(chǎn)生的干擾素途徑的上游成分。但是在細(xì)胞質(zhì)中存在DNA時(shí)，在所有的可能的感受器中抒和，只有敲除了cGAS時(shí)矫渔，才能完全消除干擾素的產(chǎn)生。遺傳證據(jù)也表明摧莽，當(dāng)用DNA刺激時(shí)庙洼，AIM2能激活炎癥小體通路。這里我們主要介紹cGAS這個(gè)激活I(lǐng)型干擾素產(chǎn)生的DNA感受器范嘱，以及AIM2激活炎癥小體通路的這個(gè)感受器送膳。
在產(chǎn)生I型干擾素方面STING的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
數(shù)十年前，研究人員在許多細(xì)胞系中都觀察到了由細(xì)胞質(zhì)中DNA觸發(fā)的IRF3介導(dǎo)的I型干擾素產(chǎn)生丑蛤，這種應(yīng)答是與TLR9無關(guān)叠聋，當(dāng)時(shí)TRL9被認(rèn)為是唯一的能識別DNA的TLR。令人驚訝的人是受裹，B型dsDNA poly(dA:dT)被發(fā)現(xiàn)能夠誘導(dǎo)I型干擾素和NF-κB的活化碌补，而它們則是依賴于RIG-I和MAVS，RIG-I和MAVS是RNA識別通路中重要的兩個(gè)成分棉饶。隨后的研究將認(rèn)為RNA聚合酶III一個(gè)是DNA感受器厦章，它能將poly(dA:dT)轉(zhuǎn)化為5’三磷酸RNA，此物質(zhì)就是RIG-I的配體照藻。但是袜啃，RNA聚合酶III只識別富集AT的DNA序列，而這種特性并不能解釋許多細(xì)胞系中非序列依賴的RNA應(yīng)答幸缕。
STING是一個(gè)含有四個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域的蛋白群发，它定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的N和C端，被認(rèn)為是繼TRIF和MAVS之后的第三個(gè)銜接蛋白发乔，它也能激活I(lǐng)RF3熟妓，誘導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生（圖表3，表格1）栏尚。STING對DNA誘導(dǎo)的多種細(xì)胞類型的I型干擾素的產(chǎn)生是必不可少的起愈，對于宿主防御HSV-1（DNA病毒）的感染有著重要的作用。從STING敲除的小鼠中分離巨噬細(xì)胞译仗，或者是從STINGgt/gt這種STING單一氨基酸突變（I199N）的小鼠中分離巨噬細(xì)胞發(fā)現(xiàn)抬虽，STING會出現(xiàn)降解，當(dāng)對巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)染了DNA或者是感染了DNA病毒或細(xì)菌后纵菌，巨噬細(xì)胞無法產(chǎn)生干擾素斥赋。這些結(jié)果確定了STING是細(xì)胞質(zhì)DNA刺激干擾素產(chǎn)生的一個(gè)重要的銜接蛋白。
STING除了對細(xì)胞質(zhì)DNA產(chǎn)生應(yīng)答外产艾，研究還發(fā)現(xiàn)疤剑，STING還是環(huán)二核苷酸（cyclicdinucleotides, CDNs）的一個(gè)直接感受器滑绒，例如環(huán)二GMP（c-di-GMP）與c-di-AMP，這兩種分子是由細(xì)菌產(chǎn)生的第二集合（圖表3）隘膘。CDN最初被發(fā)現(xiàn)能通過某種未知的感受器誘導(dǎo)I型干擾素應(yīng)答疑故，后來發(fā)現(xiàn)這種感受器就是STING。STING直接與c-di-CMP結(jié)合弯菊，一個(gè)c-di-GMP分子分應(yīng)會適應(yīng)一個(gè)STING二聚體的中心口袋結(jié)構(gòu)纵势。但是，在所有的這些結(jié)構(gòu)中管钳，C末端尾部后最后40個(gè)氨基酸對于STING的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有著重要的意義钦铁，它是不可見的，這可能是由于此區(qū)域存在著結(jié)構(gòu)上的靈活性才漆。
環(huán)狀GMP-AMP合成酶是一個(gè)細(xì)胞質(zhì)DNA感受器
雖然STING能直接識別細(xì)菌的CDN牛曹，但是它不是一個(gè)DNA結(jié)合蛋白。事實(shí)上醇滥，在針對細(xì)胞質(zhì)的DNA產(chǎn)生I型干擾素的應(yīng)答方面黎比，STING是一個(gè)重要的蛋白，這表明在STING的上游存在著一個(gè)常規(guī)的細(xì)胞質(zhì)感受器鸳玩。通過生化的分析手段阅虫，作者的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞質(zhì)中不跟，DNA的刺激會激活STING颓帝。通過生化的純化手段，這種活性被發(fā)現(xiàn)來源于一個(gè)小分子窝革，即cGAMP购城，這是在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)CDN。后來發(fā)現(xiàn)聊闯，當(dāng)宿主細(xì)胞識別了DNA后，合成cGAMP的這種酶是cGAS（圖表3）米诉。cGAS包含一個(gè)核苷酸轉(zhuǎn)移酶（NTase）結(jié)構(gòu)域菱蔬，該結(jié)構(gòu)域在結(jié)構(gòu)上與RNA識別酶OAS的催化結(jié)構(gòu)域同源。在各種的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中敲除了cGAS后史侣，用細(xì)胞質(zhì)DNA刺激或者是DNA病毒感染拴泌，I型干擾素的誘導(dǎo)就會完全消失。此外惊橱，cGAS的缺陷會導(dǎo)致小鼠對致死的HSV感染更加敏感蚪腐。cGAS還能識別許多其它DNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒的感染，這就包括HIV税朴。這些結(jié)果表明回季，cGAS是一個(gè)常規(guī)的細(xì)胞質(zhì)DNA感受器家制，它能產(chǎn)生第二集合cGAMP來激活STING，導(dǎo)致I型干擾素的產(chǎn)生泡一。
晶體結(jié)構(gòu)表明颤殴，DNA的結(jié)合誘導(dǎo)了cGAS的二聚化，并與兩個(gè)dsDNA分子形成了2:2的復(fù)合物鼻忠。每個(gè)cGAS分子含有兩個(gè)DNA結(jié)合表面涵但，每個(gè)表達(dá)與dsDNA分子相互作用。2:2復(fù)合物不僅能夠被兩個(gè)DNA結(jié)合表面穩(wěn)定帖蔓，而還被cGAS二聚化界面穩(wěn)定矮瘟。突變分析表明，二聚化的相互作用與兩個(gè)DNA結(jié)合界面對cGAS在產(chǎn)生I型干擾素方面都有著重要作用塑娇。對于小鼠和人類的cGAS來講澈侠，DNA的結(jié)合會觸發(fā)高度保守環(huán)（殘基210-220）的明顯構(gòu)象改變，該環(huán)向內(nèi)移動(dòng)钝吮，重新排列活性位點(diǎn)埋涧，用于cGAMP的合成。dsDNA對cGAS的激活具有長度依賴性奇瘦。含有短鏈dsDNA（～20bp）的cGAS復(fù)合物是不穩(wěn)定的棘催，而較長的dsDNA（>45bp）則能與cGAS二聚體形成穩(wěn)定的梯狀網(wǎng)絡(luò)，從而促進(jìn)更多cGAMP的產(chǎn)生耳标。有意思的是醇坝，當(dāng)短dsDNA（12-20bp）攜帶未配對的鳥苷延伸物（Y型DNA）時(shí)，此種物質(zhì)會對cGAS造成強(qiáng)烈的刺激次坡，這種現(xiàn)象可以在HIV來源的ssDNA（含有一個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)）刺激中中發(fā)現(xiàn)呼猪。
2.3-cGAMP激活STING的第二信使
cGAS以及它的產(chǎn)物cGMAP的發(fā)現(xiàn)解釋了為什么STING在細(xì)胞質(zhì)DNA和細(xì)菌CDNs的刺激下，能介導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生砸琅。隨后的研究進(jìn)一步表明宋距，cGAS產(chǎn)生的內(nèi)源性cGAMP含有混合磷酸二酯鍵，一個(gè)磷酸二酯鍵在GMP的2’-羥基與AMP的5’-磷酸之間症脂，另一個(gè)在AMP的3’-羥基與GMP的5’-磷酸之間谚赎，它們會形成獨(dú)特的環(huán)狀二核苷酸，命名為2’-3’-cGAMP诱篷。內(nèi)源性信使2’3’-cGAMP與STING（Kd~4nM）的結(jié)合能力明顯高于其它含有磷酸二酯鍵組合（2’2’-cGAMP,3’3’-cGAMP和3’2’-cGAMP）的cGAMP分子壶唤。此外，2’3’-cGAMP比細(xì)菌CDN和其他cGAMP異構(gòu)體具有更強(qiáng)的誘導(dǎo)干擾素β的能力棕所。
當(dāng)STING不與配體結(jié)合時(shí)闸盔，它會在ER上形成一個(gè)蝴蝶樣二聚體結(jié)構(gòu)，當(dāng)2’3’-cGAMP與STING結(jié)合時(shí)琳省，STING就會發(fā)生構(gòu)象改變迎吵。當(dāng)缺乏配體時(shí)躲撰，STING二聚體就會形成一個(gè)開放結(jié)構(gòu)，兩個(gè)蝴蝶翅膀就會相互離開钓觉。一旦與2’3’-cGAMP結(jié)合茴肥，這兩個(gè)翅膀就會相互靠近，配體就會進(jìn)入其中荡灾，同時(shí)還伴隨著一個(gè)在結(jié)合口袋上方由四條反向平行的β片狀鏈組成的蓋子瓤狐，從而形成一個(gè)封閉的構(gòu)象。這種結(jié)合口袋的改變會重新排列STING二聚體的外段批幌，這可能參與招募I型干擾素途徑的下游信號成分础锐。需要注意的是，在針對STING的大多數(shù)最初研究中荧缘，c-di-CMP的結(jié)合并不會誘導(dǎo)明顯的STING二聚體的構(gòu)象改變皆警，這有可能是由于使用了人類STING的功能缺陷的H232突變體進(jìn)行結(jié)晶的。然而截粗，對于野生型R232 STING來說信姓，c-di-GMP會誘導(dǎo)類似于2’-3’-cGAMP的結(jié)構(gòu)變化。但是绸罗，由2'3'-cGAMP誘導(dǎo)的意推，STING二聚體的封閉構(gòu)象與這一等位基因變異無關(guān)。
2’-3’-cGAM在細(xì)胞質(zhì)DNA的刺激下珊蟀，cGAS產(chǎn)生的2’3’-cGAMP不僅能開啟細(xì)胞內(nèi)抗菌的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)菊值，而且還會通過至少三條不同的途徑傳遞到周圍細(xì)胞。第一育灸，在一個(gè)細(xì)胞中產(chǎn)生的2’-3’-cGAMP通過縫隙連接（gap-junctions）直接轉(zhuǎn)移到相鄰細(xì)胞腻窒，這就是連接相鄰細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞-細(xì)胞接觸依賴通道。第二磅崭，在感染慢病毒儿子、HSV、MCMV和重組修飾的Ankara痘病毒（modified vaccinia Ankara virus）時(shí)砸喻，2’3’-cGAMP會被包裝新的病毒顆粒柔逼，并在下一輪感染時(shí)被攜帶目標(biāo)宿主細(xì)胞中。第三恩够，在HIV感染方面卒落，cGAMP可以從被感染的供體T細(xì)胞通過HIV包膜誘導(dǎo)折細(xì)胞間膜整合的方式羡铲，轉(zhuǎn)移到初級巨噬細(xì)胞中蜂桶。細(xì)胞間2’3’-cGAMP擴(kuò)散被認(rèn)為是能夠?yàn)樗拗骷?xì)胞提供更快的先天性免疫保護(hù)，尤其是當(dāng)宿主細(xì)胞被編碼cGAS拮抗劑的病毒感染時(shí)也切，宿主細(xì)胞產(chǎn)生2’3’-cGAMP的這種能力或許就會出現(xiàn)障礙扑媚。此外腰湾，這種第二信號在細(xì)胞間的傳遞會使鄰近未感染的細(xì)胞產(chǎn)生干擾素應(yīng)答，從而避免這些細(xì)胞被感染疆股。
STING的轉(zhuǎn)運(yùn)與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
STING在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)在下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能方面發(fā)揮了重要的作用（圖表3）费坊。當(dāng)cGAMP與STING的結(jié)合會誘導(dǎo)一個(gè)強(qiáng)烈的STING轉(zhuǎn)運(yùn)，將STING從ER轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核周圍區(qū)室旬痹，在那里TBK1與STING共定位附井。布雷菲德菌素A（Brefeldin A）或志賀氏菌（Shigella）效應(yīng)蛋白JpaJ能打破ER向高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)，阻斷STING下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)两残。當(dāng)STING與cGAMP結(jié)合時(shí)永毅，STING被觀察到能部分與多個(gè)細(xì)胞器共定位，這些細(xì)胞器就包括ER-高爾基體中間區(qū)室（ERGIC人弓，ER-Golgi intermediate compartments）沼死，高爾基體復(fù)合物，內(nèi)體與自噬體崔赌。不同的研究團(tuán)隊(duì)都認(rèn)為意蛀，每個(gè)這樣的區(qū)室都有STING介導(dǎo)的TK1/IRF3活化位點(diǎn)。然而現(xiàn)在還沒有達(dá)成一致的結(jié)論健芭，即STING是在細(xì)胞的哪里被活化的县钥，以及STING活化后轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制是什么。
雖然STING活化的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制并不清楚吟榴，但是生化的研究表明魁蒜，STING的C末端對于形成TBK1介導(dǎo)的IRF3有著重要的作用。當(dāng)cGAMP與STING結(jié)合時(shí)吩翻，STING的構(gòu)象會發(fā)生廣泛的構(gòu)象變化兜看，重構(gòu)STING C尾部，這或許會將重要的元件暴露出來狭瞎，這對于STING的轉(zhuǎn)運(yùn)细移，TBK1的招募以及其它信號轉(zhuǎn)導(dǎo)事件來說是必需的。最近的研究指出熊锭，TBK1介導(dǎo)的IRF3活化是一種普遍的銜接-腳手架機(jī)制弧轧。尤其是確認(rèn)了一個(gè)共同的pLxIS基序（p表示親水的，x表示非芳香的碗殷，S代表絲氨酸）是一個(gè)重要的銜接成分精绎，用于支持TBK1介導(dǎo)的IRF3磷酸化。IRF3上游的三個(gè)先天免疫銜接蛋白（TRIF锌妻、MVAS和STING）都有這個(gè)基序代乃。一旦激活三個(gè)銜接蛋白中的任何一個(gè)，這一共同的基序就會直接被TBK1（人類的STING在Ser366發(fā)生磷酸化）磷酸化，而磷酸化的基序又作為IRF3的透橄牛靠位點(diǎn)原茅，促進(jìn)其被TBK1磷酸化，從而導(dǎo)致IRF3二聚化和激活堕仔。由Unc-51-樣激酶1（ULK1擂橘，酵母中是Atg1）在Ser366位點(diǎn)介導(dǎo)的STING磷酸化被認(rèn)為是能抑制STING的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，但是這種卻與其它的研究有矛盾摩骨，其他的研究表明通贞，由TBK1介導(dǎo)的在同一位點(diǎn)的磷酸化參與IRF3的活化以及干擾素的產(chǎn)生。在一個(gè)分子動(dòng)力學(xué)仿真模型中恼五，cGAMP結(jié)合并誘導(dǎo)的STING的蓋子結(jié)構(gòu)為STING的C-末端尾部提供了一個(gè)錨點(diǎn)滑频，使其具有合適的構(gòu)象，便于被TBK1磷酸化唤冈。此模型有數(shù)據(jù)支持峡迷，這些數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)假設(shè)的帽子:C尾部相互作用位點(diǎn)的點(diǎn)突變會導(dǎo)致I型干擾素的產(chǎn)生出現(xiàn)障礙你虹。然而绘搞，TBK1是如何被招募，并被STING和cGAMP結(jié)合所活化的傅物，還不清楚夯辖。
除了產(chǎn)生干擾素外，大量的證據(jù)表明cGAS-STING通路也能誘導(dǎo)自噬董饰。DNA能刺激STING通過高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)體樣區(qū)室中蒿褂，在這里，STING不僅與TBK1共定位卒暂，并且還會與自噬相關(guān)蛋白9（ATG9）和微管相關(guān)蛋白1A/1B輕鏈3（LC3）共定位啄栓，LC3是一個(gè)自噬小體形成的標(biāo)記物。當(dāng)用DNA病毒也祠，例如HSV-1和HCMV感染時(shí)昙楚，能誘導(dǎo)人胎兒包皮成纖維細(xì)胞（Human fetal foreskin fibroblasts）中強(qiáng)烈的LC3脂化，使用電穿孔傳遞DNA也有類似的現(xiàn)象诈嘿。HSV-1誘導(dǎo)的LC3脂化被發(fā)現(xiàn)依賴于病毒的基因組DNA和宿主細(xì)胞的STING堪旧。類似的，細(xì)胞病原體結(jié)核分枝桿菌（M. tuberculosis）也能激活依賴于STING的自噬奖亚，用于控制胞內(nèi)菌的復(fù)制淳梦。細(xì)菌的CDN，例如c-di-GMP和c-di-AMP也能誘導(dǎo)自噬昔字。最近爆袍，cGAS被發(fā)現(xiàn)與識別結(jié)核分枝桿菌來源的DNA有關(guān)，然后能產(chǎn)生cGAMP，用于激活STING介導(dǎo)的自噬和I型干擾素的產(chǎn)生螃宙。因此，除了產(chǎn)生干擾素外所坯，cGAS/STING通路還能觸發(fā)自噬作為一種細(xì)胞自主策略來控制病原體的復(fù)制谆扎，并能清除由感染誘導(dǎo)的細(xì)胞應(yīng)激。但是芹助，自噬是如何被STING活化的堂湖，以及細(xì)胞質(zhì)DNA或病原體是如何被自噬靶向作用的，還需要進(jìn)一步研究状土。
AIM2炎性小體通路
在免疫學(xué)細(xì)胞中无蜂，細(xì)胞質(zhì)的dsDNA通過cGAS-STING通路誘導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生外，它們還能誘導(dǎo)炎性小體的組裝蒙谓，炎性小體是一種多蛋白復(fù)合物斥季，它們是caspase-1-依賴的促炎性細(xì)胞因子（例如IL-1β）成熟的平臺。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的炎性小體感受器的基團(tuán)是NOD樣受體（nucleotide oligomerization domain累驮，NOD酣倾，NOD-like receptor, NLR），其特征是存在一個(gè)NACHT結(jié)構(gòu)域谤专，該結(jié)構(gòu)域參與激動(dòng)劑識別和自身寡聚躁锡。NLRP3是研究得最為廣泛的一個(gè)NLR之一，它能識別大量的微生物和內(nèi)源性刺激置侍。但是內(nèi)化的細(xì)菌映之、病毒和哺乳動(dòng)物dsDNA都能不依賴于NLRP3激活炎性小體。后來確認(rèn)了AIM2是一個(gè)DNA感受器（圖表2）蜡坊。AIM2是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的炎性小體感受器家族成員杠输，AIM2樣受體（ALR）中的NLR含有一個(gè)或更多的HIN-200結(jié)構(gòu)域，而非NACHT結(jié)構(gòu)域 秕衙。
NLRP3通過潛在的中間信號間接地對各種刺激產(chǎn)生應(yīng)答抬伺，AIM2與之不同，AIM2通過直接結(jié)合的方式識別dsDNA灾梦。AIM2的C末端HIN-200結(jié)構(gòu)域通過主要與次要凹槽同時(shí)與dsRNA的兩條鏈結(jié)合峡钓，這就解釋了為什么AIM2能對dsRNA，而不是ssDNA進(jìn)行應(yīng)答若河。AIM2的相互作用是由dsDNA的糖-磷酸骨架介導(dǎo)的能岩，這與DNA非序列依賴識別方式是一致的。AIM2與cGAS類似萧福，AIM2缺少序列偏愛性拉鹃，這種特征或許就使得AIM2能檢測各種入侵的微生物。
NORs與ALRs都含有pyrin結(jié)構(gòu)域（PYD），此結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)共同的下游銜接蛋白ASC（apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD）的N末端PYD的同型相互作用（圖表4）膏燕。ASC隨后會經(jīng)歷類似朊病毒樣聚集钥屈，招募半胱氨酸蛋白酶caspase-1，從而導(dǎo)致caspase-1的自切割和激活坝辫∨窬停活性caspase-1促進(jìn)IL-1β和IL-18的成熟。caspase-1也能裂解Gasdermin D近忙，然后在細(xì)胞膜上形成孔隙竭业，從而引起細(xì)胞焦亡（pyroptosis）。
隨著對抗感染的各種先天性免疫系統(tǒng)在多細(xì)胞生物中的進(jìn)化及舍，微生物病原體也進(jìn)化出了相應(yīng)的逃避或攻擊宿主免疫的策略未辆。這對于大多數(shù)致微生物來說必須這樣，否則它們就不會造成宿主的疾病就會被清除锯玛。在最近的幾年內(nèi)咐柜，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多微生物進(jìn)化而來的，逃避核酸識別的機(jī)制攘残。在下面的部分中炕桨，我們會討論一些代表性的病原體所利用的不同逃避機(jī)制。
由于先天性免疫系統(tǒng)對入侵微生物識別的第一步就是識別各種PAMP，因此隱藏微生物的PAMP实撒，尤其是隱藏核酸是微生物進(jìn)化出來的姊途，一種逃避宿主攻擊的常規(guī)策略。一種有效的隱藏核酸而不被TLR識別的方法就是從內(nèi)體區(qū)室中逃逸知态，就像許多病毒和細(xì)菌一樣捷兰，其中一些僅僅通過直接入侵細(xì)胞質(zhì)就會繞過內(nèi)吞過程（endocytic process）。一種避免細(xì)胞質(zhì)識別的方法就是通過降解來清除微生物的核酸负敏。哺乳動(dòng)物的細(xì)胞可以編碼多種核酸酶贡茅，用于降解細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的DNA。例如其做，核酸酶TREX1降解能ssDNA或?qū)sDNA形成缺口顶考，而該酶則會被HIV劫持，用以避免細(xì)胞質(zhì)中病毒DNA的積累妖泄，以及逃避cGAS的識別驹沿。
除了降解DNA外，病毒還會通過各種物理方法隱藏它們的核酸蹈胡。例如渊季，除了TREX1介導(dǎo)的DNA降解外朋蔫，HIV的病毒衣殼還能招募宿主因子來隱藏病毒DNA，使其不會暴露在細(xì)胞質(zhì)中却汉。埃博拉病毒（Ebola virus）使用它自己的結(jié)構(gòu)蛋白VP35驯妄，通過直接與RNA結(jié)合的方法來隱藏病毒RNA。登革病毒（Dengue virus）通過另一種更復(fù)雜的方法達(dá)到此目的合砂，具體就是將其dsRNA隱藏在感染后形成的ER來源的囊泡中青扔，這是一種潛在的破壞細(xì)胞質(zhì)中RNA識別的策略。
另一種策略是對微生物核酸進(jìn)行特定的修飾既穆，避免被宿主的感受器所識別。由于RIG-I識別5’-二磷酸或5’-三磷酸RNA雀鹃，一些RNA病毒將其基因組中的5’個(gè)磷酸水解成5’個(gè)單磷酸酯幻工，從而避免被RIG-I識別。真核生物的mRNAs在5'的帽子結(jié)構(gòu)上會出現(xiàn)核酸2’-O-甲基化黎茎，這是一種自我識別結(jié)構(gòu)囊颅，使真核生物的mRNA不被RIG-I，MDA5和IFIT-1所識別傅瞻。但是踢代，病毒也能利用病毒的酶或宿主的酶來甲基化他們的mRNA，避免被宿主的免疫系統(tǒng)識別嗅骄。
微生物病原體除了在核酸本身方面使用策略外胳挎，它們還可以干擾宿主細(xì)胞對核酸的識別過程，即直接或間接攻擊宿主的核酸感受器溺森。例如慕爬，甲流病毒就能靶向作用于RIG-I和E3連接酶TRIM25，阻斷多聚泛素化過程與RIG-I的活化屏积。類似的医窿，副粘病毒的V蛋白可以直接結(jié)合MDA5，阻斷其它細(xì)絲的形成炊林。最近姥卢，有文獻(xiàn)報(bào)道了直接靶向作用于cGAS的病毒策略≡郏卡波濟(jì)肉瘤皰疹病毒（Kaposi sarcoma herpesvirus独榴，KSHV）編碼的潛伏期相關(guān)核抗原的一個(gè)截短的異構(gòu)體能與cGAS相互作用，并阻止下游信號的活化奕枝。KSHV被膜蛋白ORF52及其同源物通過直接與cGAS和DNA結(jié)合來抑制cGAS活性括眠。盡管登革病毒能成功地將病毒RNA隱藏在ER來源的囊泡中，造成宿主DNA從損傷的線粒體中釋放出來倍权，從而被cGAS識別掷豺。但是捞烟，登革病毒還能通過病毒蛋白NS2B介導(dǎo)的對cGAS的降解來對抗DNA傳識別。
對抗信號轉(zhuǎn)導(dǎo)銜接蛋白和其它信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子
由于核酸識別通路激活了幾種常見的銜接蛋白和類似的信號級聯(lián)反應(yīng)当船，許多病原體已經(jīng)進(jìn)化出了針對信號銜接蛋白和下游分子的策略题画。在許多情況下，宿主銜接蛋白被病毒蛋白酶介導(dǎo)的裂解直接破壞德频。例如苍息，HCV蛋白酶NS3/4A通過直接將MAVS從線粒體膜上切割下來，用于制MAVS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)壹置。類似地竞思，柯薩奇病毒B（Coxackievirus
B）的半胱氨酸蛋白酶3C和甲型肝炎病毒的3C蛋白酶前體都能切割TRIF和MAVS，從而抑制宿主干擾素的產(chǎn)生钞护。
有些病毒通過直接結(jié)合而不是切割來抑制銜接蛋白的功能盖喷。一種由痘病毒（poxvirus）編碼的PYD蛋白M13L能與AsC相互作用，抑制炎性小體的活性难咕。KSHV是一種γ皰疹病毒亞科课梳，它編碼6種病毒蛋白，通過cGAS-STING途徑阻斷干擾素-β的激活余佃。其中暮刃，病毒干擾素調(diào)節(jié)因子1（viral
Interferon Regulatory Factor 1，vIRF1）與TBK1相互作用爆土，導(dǎo)致STING磷酸化以及下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)出現(xiàn)障礙椭懊。兩種DNA腫瘤病毒，即人乳頭狀瘤病毒（HPV步势，human papilloma virus）和腺病毒（adenovirus）也能通過其癌基因產(chǎn)物攻擊cGAS途徑灾搏。來自HPV的E7和腺病毒的E1A有一個(gè)共同的LxCxE基序，其中x是指任一氨基酸立润，它能直接與STING結(jié)合狂窑，抑制宿主的抗病毒信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
許多微生物病原體能干擾核酸識別器和銜接蛋白的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)桑腮。例如泉哈，如上文所述，志賀氏菌（Shigella）效應(yīng)蛋白IpaJ通過阻斷STING從ER的轉(zhuǎn)運(yùn)來抑制抑制STING信號轉(zhuǎn)導(dǎo)破讨。HSV-1 ICP27與活化的STING-TBK1復(fù)合物結(jié)合丛晦，阻斷下游的IRF3磷酸化，而VACV蛋白K7能靶向作用于 DEAD box protein 3提陶，抑制TBK1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)烫沙。參考文獻(xiàn)中還列出了最近發(fā)現(xiàn)的一些靶向作用于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的一些微生物逃逸的案例。
在理解先天性免疫識別微生物核酸方面隙笆，人類已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步锌蓄。細(xì)胞質(zhì)中RNA感受器和DNA識別器升筏，以及內(nèi)體中的TLRs，構(gòu)成了宿主的多層監(jiān)測體系瘸爽，微生物的核酸一旦觸發(fā)這個(gè)體系您访，就會誘導(dǎo)I型干擾素和促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生。生物化學(xué)剪决、遺傳學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)的研究已經(jīng)闡明了各種病原體感染的特異性核酸識別和抗菌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制灵汪。未來的研究將需要解決多個(gè)核酸識別通路是如何被調(diào)控的，以及它們是如何協(xié)作用于誘發(fā)一個(gè)優(yōu)化的免疫應(yīng)答的柑潦。不同病原體和它們相應(yīng)的核酸感受器之間必然存在著更明確的聯(lián)系享言。隨著成像技術(shù)的發(fā)展，在活細(xì)胞感染過程中渗鬼，微生物的核酸感受器和它們的相應(yīng)配體之間的直接和動(dòng)態(tài)的相互作用是可以被觀察到的览露。
在了解每個(gè)核酸識別器途徑的細(xì)胞生物學(xué)調(diào)控方面還有更多的工作要做。例如乍钻，雖然TLRs和STING都會進(jìn)行大量的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)肛循，但是其中的分子機(jī)制仍然不清楚铭腕。目前還不清楚银择，STING離開了高爾基復(fù)合物后會發(fā)生什么。STING是如何激活自噬的累舷？MAVS和STING信號轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)閉的機(jī)制是什么浩考？如果能夠回答這些問題，那么人類就能更好地理解這些途徑是如何在細(xì)胞中被調(diào)控的被盈。
盡管人類最初發(fā)現(xiàn)先天性免疫途徑是對抗微生物感染的析孽，但在不同的生理和病理?xiàng)l件下，自身的DNA或RNA也觸發(fā)核酸識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)只怎。后者的這種現(xiàn)象可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果袜瞬，例如自身免疫性和自身炎癥性疾病。另一方面身堡，cGAS-STING通路對腫瘤DNA的識別也是抗腫瘤免疫的一個(gè)重要內(nèi)容邓尤。此外，最近有人證明贴谎，cGAS通路在細(xì)胞衰老（cellular senescence）和由細(xì)胞核DNA損傷或染色體錯(cuò)誤分離引起的炎癥方面汞扎，也有著重要的作用。因此了解核酸感受器是如何有效地檢測病原體感染擅这，同時(shí)避免引發(fā)自身核酸造成的自身免疫反應(yīng)方面有著和重要的意義澈魄。這樣的知識在開發(fā)針對傳染病、自身免疫性疾病仲翎、衰老相關(guān)疾病和癌癥的安全有效的新療法時(shí)痹扇，也有著重要的價(jià)值铛漓。
