期刊：《Cellular & Molecular Immunology》

影響因子：11.532

文章題目：HIV-1 Vif suppresses antiviral immunity by targeting STING

技術(shù)手段：RNA-seq， Co-IPs，qpcr价卤， pulldown， RNA knockdown等

派森諾與中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)&復(fù)旦大學(xué)攜手合作吵血，于近期在《Cellular & Molecular Immunology》上發(fā)表HIV-1 Vif通過(guò)靶向STING抑制抗病毒免疫的研究成果。

研究背景

HIV-1感染誘導(dǎo)的cGAS-STING-TBK1-IRF3信號(hào)激活先天免疫產(chǎn)生I型干擾素(IFN)偷溺。HIV-1非結(jié)構(gòu)蛋白病毒感染因子(Vif)在HIV-1復(fù)制中是必不可少的蹋辅，因?yàn)樗档土怂拗飨拗埔蜃覣POBEC3G。然而亡蓉，它是否以及如何調(diào)節(jié)宿主的免疫反應(yīng)仍有待確定。

研究內(nèi)容

Vif抑制抗病毒先天免疫反應(yīng)

Vif（病毒感染性因子）過(guò)表達(dá)顯著抑制HSV -1（單純皰疹病毒 1）誘導(dǎo)的IFNB mRNA表達(dá)(圖1A)喷舀。HIV-1感染促進(jìn)抗病毒信號(hào)通的激活砍濒，從而誘導(dǎo)I型干擾素;趨化因子淋肾；ISGs；促炎因子爸邢，包括IFN-β樊卓、CXCL10、ISG15和腫瘤壞死因子(TNF) 的產(chǎn)生杠河。研究發(fā)現(xiàn)Vif的缺失導(dǎo)致MDMs中IFN-β和TNF水平顯著升高(圖1B)碌尔。因此，HIV-1ΔVif-infected MDMs中IFNB券敌、CXCL10唾戚、ISG15和TNF mRNA的表達(dá)，HIV-1ΔVif-infected Jurkat細(xì)胞中IFNB待诅、IFNG叹坦、IL2和CD69 mRNA的表達(dá)也高于感染HIV-1株的細(xì)胞(圖1C)。此外卑雁，以HIV-1 Tat-Rev mRNA表達(dá)為代表的病毒復(fù)制水平在HIV-1ΔVif-infected細(xì)胞中明顯低于感染HIV-1的細(xì)胞(圖1D)募书。這些發(fā)現(xiàn)表明HIV-1 Vif抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生。

圖1 Vif抑制抗病毒免疫反應(yīng)

為了探討Vif的調(diào)控作用及其對(duì)宿主整體抗病毒免疫的影響测蹲，我們對(duì)感染HIV-1或HIV-1ΔVif的人類MDMs進(jìn)行了RNA-seq分析莹捡。與HIV-1感染相比，MDMs感染HIV-1ΔVif導(dǎo)致236個(gè)差異表達(dá)基因(185個(gè)上調(diào)扣甲，51個(gè)下調(diào);圖1E和圖2A)篮赢。基于差異基因表達(dá)譜的蛋白-蛋白相互作用(PPI)分析表明文捶，宿主抗病毒基因之間存在顯著的相互作用網(wǎng)絡(luò)荷逞，包括ISG15、CXCL10粹排、MX2种远、STAT1、TRIM22顽耳、IFIT家族基因和OAS家族基因(圖2B)坠敷。

對(duì)上調(diào)基因的功能分類分析顯示，正向調(diào)節(jié)宿主對(duì)病毒感染的防御反應(yīng)增加(圖2C)射富。GO分析顯示膝迎，Vif的缺失導(dǎo)致與I型IFN信號(hào)通路、細(xì)胞對(duì)I型IFN的反應(yīng)胰耗、對(duì)病毒的防御反應(yīng)和先天免疫反應(yīng)相關(guān)的多個(gè)基因表達(dá)上調(diào)(圖1F和圖2D)限次。同樣，KEGG分析表明，差異基因顯著富集的抗病毒免疫信號(hào)通路卖漫，包括NOD-like受體信號(hào)通路费尽、胞質(zhì)DNA傳感通路、RIG-I-like受體信號(hào)通路和趨化因子信號(hào)通路(圖2E羊始，F(xiàn))旱幼。鑒于Vif在宿主抗病毒轉(zhuǎn)錄程序調(diào)控中的關(guān)鍵作用，研究認(rèn)為Vif對(duì)HIV-1感染很重要突委，這一發(fā)現(xiàn)與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致柏卤。

圖2 Vif調(diào)控宿主抗病毒轉(zhuǎn)錄過(guò)程

Vif與SHP-1相互作用抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生

免疫共沉淀、pull down匀油、免疫熒光共聚焦顯微鏡檢測(cè)缘缚、制備突變體等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Vif通過(guò)ITIM與SHP-1相互作用，促進(jìn)SHP-1的激活钧唐。通過(guò)基因敲除實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明忙灼，Vif對(duì)細(xì)胞因子產(chǎn)生的抑制是由SHP-1介導(dǎo)的。

SHP-1與STING相互作用抑制k63連接的STING泛素化

熒光素酶實(shí)驗(yàn)表明SHP-1抑制N-RIG-I-钝侠、MAVS-和sting誘導(dǎo)的IFN-β和ISRE的激活该园，但對(duì)TBK1和IRF3誘導(dǎo)的激活通路無(wú)影響。這表明SHP-1作用于TBK1-IRF3的上游(圖3A帅韧， B)里初。基于Co-IP的篩選顯示SHP-1能夠與STING相互作用(圖3C)忽舟，這在正向和反向Co-IP實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)(圖3D)双妨。GST下拉實(shí)驗(yàn)顯示，STING直接與來(lái)自腹膜巨噬細(xì)胞的His-SHP-1和內(nèi)源性SHP-1結(jié)合(圖3E)叮阅。然而刁品，磷酸酶缺陷SHP-1突變體不能與STING相互作用(圖3F)。STING的1-137氨基酸殘基和SHP1的243-595氨基酸殘基是它們相互作用的必要條件浩姥。在HEK293T細(xì)胞中過(guò)表達(dá)SHP-1挑随，發(fā)現(xiàn)SHP-1抑制了STING的總泛素化和k63鏈接的泛素化，但對(duì)其他類型的泛素化無(wú)影響(圖3G)勒叠，而SHP-1(C453S)則沒(méi)有抑制活性兜挨。此外，SHP-1以劑量依賴性的方式抑制STING的低聚以及STING與TBK1之間的相互作用(圖3H眯分， I)拌汇。相反，與野生型小鼠腹腔巨噬細(xì)胞相比弊决，SHP-1缺乏的腹腔巨噬細(xì)胞(標(biāo)記為mev/mev)中噪舀，STING更有效地與TBK1結(jié)合(圖3J)。

圖3 SHP-1與STING相互作用，抑制STING的激活

隨著進(jìn)一步深入研究與探索与倡，本研究依次得出如下重要結(jié)論：SHP-1通過(guò)去磷酸化Tyr162位點(diǎn)抑制k63連接的STING Lys337位點(diǎn)泛素化Vif先改，促進(jìn)SHP-1對(duì)STING激活的抑制作用；ITIM磷酸化Vif對(duì)于Vif -SHP-1相互作用和細(xì)胞因子抑制至關(guān)重要蒸走；FRK是介導(dǎo)Vif抑制HIV-1感染過(guò)程中細(xì)胞因子產(chǎn)生的關(guān)鍵激酶。

研究結(jié)論

本研究中發(fā)現(xiàn)貌嫡，Vif抑制I型IFN的產(chǎn)生以促進(jìn)免疫逃逸比驻。HIV-1感染誘導(dǎo)宿主酪氨酸激酶FRK激活，進(jìn)而磷酸化Vif的ITIM岛抄，增強(qiáng)Vif與細(xì)胞酪氨酸磷酸酶SHP-1的相互作用抑制I型IFN别惦。從機(jī)制上講，Vif與SHP-1的關(guān)聯(lián)促進(jìn)SHP-1募集到STING夫椭，并通過(guò)去磷酸化STING的Tyr162位點(diǎn)抑制k63連接的STING在Lys337位點(diǎn)泛素化掸掸。FRK抑制劑D-65495可抑制Vif的磷酸化，阻斷HIV-1的免疫逃逸蹭秋，拮抗感染扰付。這些發(fā)現(xiàn)揭示了一個(gè)以前未知的機(jī)制，即HIV-1通過(guò)含有ITIM的蛋白質(zhì)抑制STING的翻譯后修飾來(lái)逃避抗病毒免疫仁讨。這些結(jié)果為開發(fā)新的治療策略來(lái)治療HIV-1感染提供了分子基礎(chǔ)羽莺。

本研究的RNA測(cè)序和數(shù)據(jù)分析工作由上海派森諾生物科技有限公司完成。