天然免疫双链RNA受体RIG-I和MDA5及其在家禽中的研究进展

模式识别受体在抗病毒天然免疫中发挥重要作用。这些受体识别微生物的保守结构并引发细胞内一系列级联反应,产生抗病毒效应。Toll样受体和RIG-I样受体是识别RNA的两大主要受体家族,其中能够识别病毒双链RNA(dsRNA)的RIG-I样家族在抗病毒免疫方面发挥关键作用。RIG-I样家族(RLR)的主要成员是RIG-I和MDA5,已有大量研究表明其能够引发相同的天然免疫信号,本文从多个角度阐述了两者的相似点和不同点,包括两者结构与定位、下游信号通路、抗病毒免疫、病毒对RLR信号的调节和逃逸,以及在禽类方面的研究进展。通过对RIG-I与MDA5多方面异同点的了解,能够对这些受体蛋白质以及家禽相关天然免疫有更深层次的认识,为免疫调节并控制病毒感染提供新思路。     

机体识别病毒核酸的几种分子模式及途径

近些年机体病原相关模式受体及其识别分子机制的研究,极大地促进了先天性分子免疫学的发展,并成为现代免疫学研究的重点和热点领域。作者通过机体识别病毒核酸的Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)、RIG-I样受体(RIG-I like receptors,RLRs)、NOD样受体(NOD-like receptors,NLRs)和DAI(DNA-dependent activatorof interferon-regulatory factors,DAI)等模式识别分子的细胞定位、分子结构及其识别病毒核酸途径的介绍,系统、全面地探讨了宿主机体如何全方位识别和消除入侵病毒的分子免疫防御途径,为抗病毒药物和疫苗的设计以及抗病育种提供了理论依据。     

轮状病毒感染后先天性免疫RLRs通路部分关键因子Q-PCR检测方法建立

维甲酸诱导基因样受体(RLRs)能够识别细胞质中的病毒双链RNA,激活下游信号转导通路,最后促进I型干扰素分泌,对抗病毒感染。本试验针对牛轮状病毒UK株VP6、人IRF3及IRF7、RIG-I、MDA5基因序列设计特异性引物,从感染轮状病毒的Caco-2细胞中提取病毒总RNA,建立检测RLRs信号转导通路上述关键因子的Q-PCR方法。结果显示在感染早期各关键因子表达均有所上升,感染后期RIG-I及MDA5没有显著变化。本试验建立的检测方法可以检测宿主细胞感染轮状病毒后的先天性免疫应答反应,为是否产生免疫抑制提供数据支持。     

天然免疫RIG-I样受体LGP2在抗病毒免疫中的作用

RIG-I样受体（RLRs）是细胞质中重要的模式识别受体（PRRs）,LGP2是其重要的家族成员之一。LGP2在抗病毒天然免疫应答中具有特殊功能,能够双向调控RIG-I、MDA5介导的I型干扰素（IFNs）信号通路。在不同病毒感染宿主的过程中,LGP2也表现出明显的功能差异。在双链DNA病毒中,LGP2在RIG-I介导的信号传导过程中起正向调节作用;在单链DNA病毒中,LGP2能够促进CARDs区失活的RIG-I与非典型泛素链结合,从而诱导I型IFNs产生;在双链RNA病毒中,正常表达可增强RIG-I、MDA5对dsRNA的识别能力;在正义单链RNA病毒中,LGP2参与对正义单链RNA病毒的识别过程;在负义单链RNA病毒中,LGP2有时可作为IFNs的诱导剂。另外,LGP2在适应性免疫应答中也发挥着重要作用,能够通过不同途径调控T细胞存活与凋亡。目前在调控RIG-I、MDA5介导的信号通路与抗病毒免疫应答中,尚不清楚LGP2发挥的确切功能和其作用机制,未来可进一步加深LGP2在细胞免疫应答中的作用及机制研究。本文就近年来LGP2在RLRs介导的信号通路和抗病毒免疫应答中发挥的作用作综述,以期为LGP2的进一步研究和机体抵御病毒感染新机制提供参考。     

病毒感染激活TLRs和RLRs介导的IFN信号通路研究进展

在病毒侵染机体的过程中,机体的多数组织器官可以高效产生干扰素。近些年的研究发现,能够有效识别病毒侵染机体过程中的相关模式分子(例如病毒复制中间产物双链RNA)的细胞受体是产生干扰素的主要感受器,这些细胞受体(例如Toll样受体和RIG-Ⅰ样受体)能够诱发一系列的信号级联反应,并且被激活的感受器可以启动干扰素相关基因的转录活性,从而产生特定的干扰素。值得注意的是,不同种类的病毒能够倾向性地去激活特定的细胞感受器,并且产生特定的信号转导通路。论文主要从Toll样受体和RIG-Ⅰ样受体的结构入手,讨论宿主细胞模式受体在干扰素抗病毒过程中行使的功能,并简单介绍干扰素在抗病毒过程中的信号级联反应。     

口蹄疫病毒抑制NOD2蛋白表达及其抗病毒功能的机制

天然免疫系统在病毒感染早期识别和诱发抗病毒反应中发挥重要作用,宿主模式识别受体(PRRs,如RIG-I、Toll和NOD样等受体)识别病原微生物结构上保守组分病原相关分子模式(PAMPs),进而激活下游级联信号通路,诱导干扰素、细胞因子和促炎性因子等产生,激发抗病毒天然免疫。而病毒通过降解天然免疫信号通路分子或抑制其激活,从而抑制抗病毒应答。口蹄疫病毒(FMDV)通过多种蛋白抑制天然免疫,肖少波团队和杜以军团队鉴定了非结构蛋白Lpro和3Cpro,作为水解酶蛋白,抑制RIG-I通路分子的激活,并阐明其抑制天然免疫的机制;郑海学团队鉴定了结构蛋白VP3和非结构蛋白2B和3A等抑制干扰素产生。     

宿主蛋白对RLRs信号转导调控的研究进展

<正>RIG-Ⅰ样受体(RIG-Ⅰlike receptors,RLRs)是胞浆内模式识别受体,能够识别胞浆中的病毒核酸,诱导干扰素和促炎症细胞因子的产生,对抗病毒天然免疫的建立起着至关重要的作用。机体有效的抗病毒免疫反应的特点是能够产生高水平的细胞因子和众多抗病毒效应基因的广泛激活,否则不能完全清除病毒,从而导致持续性感染;但过度炎症反应可能会导致组织损伤,对宿主造成严重损害。因此,感     

DDX19抑制Ⅰ型干扰素产生的分子机制

先天免疫是宿主防御病原感染的第一道防线,在抵抗病原感染过程中起着至关重要的作用。病原分子模式被模式识别受体所识别,激活天然免疫反应。其中,RLRs(RIG-I和MDA5)是细胞质中识别RNA的模式识别受体。当病毒感染细胞后,病毒基因组RNA释放进入细胞质,与细胞质中的RLRs结合,使其与接头分子MAVS相互作用。然后MAVS招募其它的免疫分子如TRAF3、TANK等。TANK能够与激酶TBK1、IKK着相互作用,使TBK1、IKK着发生自身磷酸化而激活。活化的TBK1、IKK着能够磷酸化IRF3,使其形成同源二聚体,进入细胞核,启动Ⅰ型干扰素基因的转录。     

RIG-Ⅰ样受体信号传导通路与调控机制研究进展

视黄酸诱导基因Ⅰ(RIG-Ⅰ)为RLRs受体家族的成员,是比较关键的细胞质内病原体识别受体,可识别细胞内的单链、双链等RNA病毒成分,被激活的RIG-Ⅰ受体及其CARD在TRIM25的作用下连接泛素链使其寡聚化,通过与线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)相互作用,激活MAVS及下游转录因子IRF3和NF-κB,从而诱导Ⅰ型干扰素和炎性因子的表达,最终介导宿主的抗病毒免疫应答。鉴于RIG-Ⅰ持续激活可导致炎性因子对自身细胞的损伤,因此RIG-Ⅰ样受体信号通路受到宿主严格的调控。而某些病毒为逃避宿主细胞的免疫应答,进化出多种机制靶向调节RIG-Ⅰ及MAVS,从而阻断信号通路。论文从RIG-Ⅰ识别病毒机制、激活下游信号传导、宿主细胞对信号传导途径的调控以及病毒逃避机制等方面重点阐述RIG-Ⅰ所介导的天然免疫反应。     

敲除RIG-I基因的PK-15细胞系的建立及RIG-I对猪圆环病毒2型感染的作用

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建敲除RIG-I基因的PK-15细胞,初步探究视黄酸诱导基因I(retinoic acid-inducible gene-I,RIG-I)对猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2,PCV2)感染的作用。本研究根据CRISPR/Cas9靶点设计原则,设计了针对猪RIG-I基因的2条sg RNA,构建重组载体p UC19-RIG-I-sg RNA1和p UC19-RIG-I-sg RNA2,转染PK-15细胞,通过流式细胞仪分选单细胞、测序、Western blot检测RIG-I敲除情况。PCV2感染细胞后,通过荧光定量PCR分析RIG-I及其下游分子m RNA水平,IPMA方法及Taq Man定量PCR检测病毒增殖水平。结果显示,筛选出的1株RIG-I基因缺失37 bp的PK-15细胞,Western blot检测RIG-I蛋白不表达。PCV2感染正常PK-15细胞48 h和72 h后,RIG-I mRNA水平上调,表明PCV2可激活RIG-I。敲除RIG-I基因,可下调MAVS、STING、IRF3、IFN-β的m RNA水平,抑制PCV2在PK-15细胞中复制,初步表明RIG-I信号通路促进PCV2在PK-15细胞中复制。本研究为PCV2感染的天然免疫机制研究提供了良好的细胞模型。     

天然免疫DNA模式识别受体的抗感染研究进展

天然免疫系统在识别病原和激发获得性免疫保护中发挥着重要作用,通过多种模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别病原相关的分子模式(pathogen associated molecular patterns, PAMPs)抵御外来病原微生物的入侵。目前已知的天然免疫受体主要包括Toll样受体(toll-like receptors,TLRs)、视黄酸诱导基因-Ⅰ样解旋酶受体(retinoid acid-inducible gene-Ⅰ(RIG-Ⅰ)-likereceptors,RLRs)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体(nucleotidebindingoligomerizationdomain(NOD)-likereceptors,NLRs)、C型凝集素样受体(C-typelectinreceptors,CLRs)以及DNA识别受体。其中,释放到胞内的病原核酸(RNA和DNA)作为一种重要的病原相关分子模式能被多种天然免疫受体识别。参与识别DNA的受体主要包括TLR9、γ干扰素诱导蛋白16(γ-interferon-inducible protein 16,IFI16)、DNA依赖的干扰素调节因子激活物(DNA-dependent activator of interferon-regulatory factors,DAI)、黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM2),及最近发现的环鸟苷一腺苷酸合成酶(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase,cGAS)等,这些受体能激活I型干扰素途径早已被人熟知。近年来随着对DNA受体研究的进一步深入,人们对其参与机体抗病毒应答分子机制的认识更为深刻。本文主要对DNA识别受体的种类、DNA诱导的信号通路类型、cGAS-STING信号通路的调节机制、受体间的互作及对疾病的防御策略进行探讨。     

猪A型塞内卡病毒感染诱导猪肾细胞(PK-15)长链非编码RNA差异表达谱的分析

为研究猪A型塞内卡病毒(SVA)感染猪肾细胞(PK-15)后对于PK-15 lncRNA表达谱的影响,本研究进行了高通量测序以检测SVA感染诱导PK-15产生的差异表达lncRNA。结果显示,在SVA感染后24 h,共诱导1043个lncRNA差异表达,其中已知的lncRNA 420个,未知的lncRNA 623个。GO富集和KEGG通路分析显示,lncRNA靶基因富集于p53信号通路、RIG-I样受体信号通路、MAPK信号通路、IgA生成的肠道免疫网络通路等。根据高通量测序结果选择了8个差异表达的lncRNA采用荧光定量PCR验证,验证结果与高通量测序结果一致。本研究初步表明lncRNA参与了SVA对PK-15细胞的感染过程,为SVA的分子机制研究提供了新的方向。     

DNA识别受体在天然免疫反应中的作用

近年来,随着人们对哺乳动物模式识别受体(Pattern recognition receptors,PRRs)的发现和研究的不断深入,PRRs对病原,尤其是对病原生命物质基础--DNA和RNA的识别成为天然免疫学研究的热点和重点领域[1].PRRs主要包括Toll样受体(TLRs)家族、RIG-I样受体(RLRs)家族和蛋白激酶R(RNA-ativated protein kinase R,PKR、NOD样受体(NLRs)家族、C型凝集素受体(CLRs)家族、天然免疫特异性PRRs以及最近发现的DNA依赖的干扰素调节因子受体(DAI)家族、黑色素瘤缺乏因子2(AIM2)样受体(ALRs)家族和RNA聚合酶Ⅲ (RNA PolⅢ)等PRRs [2-3].这几类PRRs通过识别病原生存必不可少的特异性保守成分和机体应激或损伤时释放的结构成分,即病原/危险相关分子模式(PAMPs/DAMPs),诱导Ⅰ型干扰素(Ⅰ -IFNs)、炎性细胞因子、趋化因子和共刺激分子等的释放和表达发挥天然免疫防御功能,同时诱导获得性免疫的建立.     

猪RIG-I真核表达载体的构建及其抗口蹄疫病毒作用研究

为研究模式识别受体分子RIG-I是否具有抑制口蹄疫病毒(FMDV)复制的作用,本研究从猪的PK15细胞中提取RNA,通过分段扩增与融合PCR的方法,扩增猪的RIG-I的完整CDS序列,进一步构建猪RIG-I的真核表达质粒。通过Western blotting和间接免疫荧光试验对构建的真核表达质粒进行表达验证,证明其成功表达,同时证明猪RIG-I蛋白定位于细胞的细胞质中。感染试验发现FMDV能够诱导细胞内RIG-I的转录上调,这表明两者间存在着重要联系。过表达试验证实RIG-I具有抑制FMDV复制的作用,而下调表达RIG-I可以促进FMDV的复制,这表明RIG-I在机体抗口蹄疫病毒感染过程中发挥着重要作用。本研究的开展,为进一步探索RIG-I抗口蹄疫病毒的分子机制提供了理论支持;为口蹄疫病毒感染过程中,天然免疫系统抗病毒机制研究奠定了基础。     

视黄酸诱导基因-Ⅰ在家禽天然免疫应答中作用的研究进展

家禽的天然免疫应答在抵抗病毒感染的过程中起着关键性作用,视黄酸诱导基因-Ⅰ(retinoic acid inducible gene-Ⅰ,RIG-Ⅰ)作为细胞质内一类识别病毒双链RNA的模式识别受体,与天然免疫应答密切相关。它可通过RNA配体结合病原相关分子模式监测细胞质中的病毒RNA,此过程激活了RIG-Ⅰ及下游线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS),最终导致干扰素调节因子(IRF3/7)和核因子κB(NF-κB)活化,诱导产生Ⅰ型干扰素等免疫细胞因子,进而使细胞做出相应的抗病毒天然免疫反应。但由于鸡体内缺乏RIG-Ⅰ基因,目前大多将鸭源或鹅源RIG-Ⅰ基因转染鸡成纤维母细胞(DF-1)研究RIG-Ⅰ基因在鸡感染禽类病毒时是否具有免疫功能。文章介绍了RIG-Ⅰ在家禽体内的表达及其介导的抗病毒天然免疫信号通路,并简述了RIG-Ⅰ在家禽体内抗病毒作用的研究概况,为抑制家禽病毒的感染和免疫系统研究,以及研制新型抗病毒疫苗或免疫佐剂等提供参考。     

Toll样或非Toll样配体佐剂研究进展

有效的疫苗含有可活化天然免疫系统的佐剂组分,从而激发抗原特异性的免疫应答.Toll样受体(toll-like receptors,TLR)是一种重要的天然识别受体,大多数疫苗佐剂都是TLR配体.少数佐剂通过其他的识别受体和信号通路,以TLR非依赖性的方式来活化天然免疫系统.非Toll样配体佐剂的作用靶点主要是近来发现的NOD样受体(Nod-like receptor,NLR)、RIG(retinoic-acid-inducible gene)样受体(RIG-like receptors,RLR)等胞内天然免疫受体.文章对Toll样或非Toll样配体作为疫苗佐剂的研究进行了综述.     

禽网状内皮组织增生症病毒感染鸡胚成纤维细胞的转录组学分析

为了更好地揭示禽网状内皮组织增生症病毒(REV)感染致瘤及免疫抑制的机制,利用Illumina HiSeq~(TM)技术对REV感染鸡胚成纤维细胞(CEF)后宿主细胞的转录组学进行了全面分析,鉴定REV感染24 h宿主差异表达基因1 147个,感染120 h差异表达基因2 254个。通过差异表达基因GO分析和KEGG分析,发现TLRs、NLRs、RLRs等模式识别受体信号通路、WNT信号通路、JAK-STAT信号通路等在REV的致瘤及免疫调控机制中发挥重要作用,而且REV感染后可以诱发宿主的炎症反应,进一步加强REV的致病性及与其他病原的混合感染。结果对揭示REV的致病、致瘤及免疫抑制的分子机制提供了新的信息具有重要意义。     

应激颗粒和抗病毒先天性免疫

病毒感染哺乳动物细胞过程中,病毒复制产生的基因组或病毒蛋白激活先天性免疫信号通路后,产生干扰素的同时诱导干扰素下游基因表达,促进细胞的抗病毒反应。与此同时,病毒感染宿主细胞还能引起胞质颗粒的聚集,其成份大多为核糖核蛋白,RNA结合蛋白、翻译起始因子等,这个聚集区域被称之为应激颗粒(stress granules,SG)。先天性免疫通路和SG都是宿主细胞对病毒感染的一种抵抗性反应,而与之相对,一些病毒却通过抑制SG和先天性免疫通路的形成来促进自身复制。由于SG中包含RNA结合蛋白以及一系列病毒或宿主的RNA,而先天性免疫中识别病毒RNA的模式识别分子也能特异性结合病毒RNA,那SG如何协同先天性免疫在宿主抗病毒中发挥一定的作用,本文就SG在病毒感染诱导的先天性免疫中的作用进行简要综述。     

MAVS介导的抗病毒天然免疫信号通路的调控

先天性免疫通路作为抵御入侵的病原微生物第一道屏障,在宿主抗病毒反应中发挥重要的作用。细胞质中最重要的识别病毒RNA的模式识别受体是维甲酸诱导基因蛋白I和黑色素瘤分化相关基因5,它们有着相同的下游信号接头分子线粒体抗病毒信号蛋白(mitochondrial antiviral-signaling protein,MAVS),MAVS在介导的先天性免疫中起中枢作用。MAVS介导的信号通路的激活是重要的抗病毒反应,但在长期的共存过程中,病毒进化出一系列拮抗MAVS的机制。同时,在静息状态下,为了防止过度免疫反应,细胞还具备一系列调控MAVS的机制。MAVS的精细调控对于行使细胞功能和发挥抗病毒反应至关重要。本文简单介绍了MAVS的结构和功能,总结了细胞对MAVS的转录和翻译后调控,最后阐述了病毒如何通过调控MAVS拮抗宿主先天性免疫,为细胞的免疫调节和控制病毒感染提供新的思路。     

IFN-λ在抗病毒免疫中的作用

正免疫系统是机体抵抗病原体感染的第一道防线,它通过模式识别受体(Pattern recognition receptors,PRRs)来识别不同类别病原体的保守分子结构或在细菌与宿主细胞之间定位异常的分子。长期以来,人们普遍将Ⅰ型干扰素(Interferon-I,IFN-I)或IFN-α/β的产生作为机体对抗病毒感染的关键天然免疫防御反应。IFN-I主要通过抑制病毒