研究背景:
先天免疫系统通过模式识别受体识别病原体,如Toll样受体(TLR)和维甲酸诱导基因I(RIG-I)样受体(RLRs)。RLRs,包括RIG-I和MDA5,是细胞质RNA传感器,通过招募一种称为线粒体抗病毒信号(MAVS)的信号适配器(也称为Cardif、VISA和IPS-1)来触发先天性免疫反应。一旦被激活,MAVS分子在线粒体上形成朊病毒样超分子聚集体,招募并激活TBK1和IKKε。活化的TBK1和IKKε诱导转录因子的活化,包括IRF3和核因子κB,导致产生I型干扰素(IFN)和促炎细胞因子。分泌型IFN-Ⅰ(IFN-Ⅰ)与大多数有核细胞表面的IFNα/β受体(IFNAR)结合。IFNAR受体启动Jak/STAT信号传导,导致IFN刺激基因(ISGs)的转录。ISG具有多种生物功能,具有抗病毒活性。
病毒感染后,免疫细胞会增加葡萄糖的摄取和利用,以满足其对能量和分子构建块的需求。通过葡萄糖转运体内化后,葡萄糖分子通过糖酵解、己糖胺生物合成途径(HBP)或磷酸戊糖途径进行处理。每种途径都有不同的功能和目的。在糖酵解过程中,葡萄糖被代谢为丙酮酸,丙酮酸可以通过两种不同的途径进一步代谢:(I)在有氧的情况下,丙酮酸通过三羧酸循环(TCA)被线粒体中的丙酮酸脱氢酶复合物(PDHc)处理,导致乙酰-CoA12的产生。(二)在缺氧的情况下,乳酸脱氢酶(LDH)利用丙酮酸产生乳酸。过去,乳酸常被认为是无用的代谢终产物。然而,最近的一些研究表明乳酸在调节各种细胞过程中的重要性,这些过程与肿瘤免疫监视、T辅助细胞分化和巨噬细胞极化有关。
乙型肝炎病毒(HBV)是一种部分双链DNA(dsDNA)病毒,编码多种病毒蛋白,如DNA聚合酶、表面抗原(HBsAg)、核心抗原(HBcAg)和X蛋白(HBx)。HBV的生命周期是特殊的。进入细胞后,双链dna基因组被运输到细胞核。部分双链DNA基因组被修复形成共价闭合环状DNA(cccDNA)基因组。核cccDNA作为前基因组RNA(pgRNA)和亚基因组RNA转录物的模板,编码所有病毒蛋白。RIG-I识别HBV的pgRNA并激活先天免疫。
最近,一项具有里程碑意义的研究表明,乳酸是通过靶向MAVS来抑制RLR信号的天然抑制剂。在这里,我们研究这个模型及其利用乙肝病毒。我们证明了一种新的HBV介导的免疫逃逸机制,HBV通过糖酵解作用减弱RLR信号。在机制上,HBV诱导的乳酸结合MAVS,导致MAVS线粒体定位受损,与RIG-I和MAVS相互作用,并损害MAVS聚集,这是其刺激天然免疫功能所必需的。
研究结果:
糖代谢和先天免疫并行不悖。目前尚不清楚在乙型肝炎病毒(HBV)感染过程中,这两个系统是否以及如何相互作用,如果是,涉及哪些机制。在这里,我们报告HBV激活糖酵解以阻止维甲酸诱导基因I(RIG-I)诱导的干扰素产生。我们证明HBV通过形成包括己糖激酶(HK)在内的三元复合物将MAVS从RIG-I中分离出来。利用一系列的药理学和遗传学方法,我们提供了体外和体内的证据,表明HBV通过乳酸脱氢酶α依赖的乳酸产生抑制RLR信号。乳酸直接与MAVS结合,阻止其在HBV感染过程中的聚集和线粒体定位。因此,我们证明HK2和糖酵解源性乳酸在HBV免疫逃逸中具有重要作用,并且在HBV感染过程中能量代谢调节先天免疫。
参考文献:
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