IRF8 在抗DNA病毒天然免疫应答中的作用和机制研究

The antiviral innate immune response is critical for the host to eliminate invaded viruses and remove infected cells. How the host initiates efficient innate immune response after viral infection and how the immune response is controlled are key questions in the past years. Interferon regulatory factor 3 (IRF3) and IRF7 are critical regulators for the induction of type I interferon (IFN-I) in antiviral innate immunity, but little is known about the roles of other IRFs in antiviral innate immunity. In previous studies, we have identified that IRF8 plays an important role in innate immune response to DNA virus. We observed that knockdown or knockout of IRF8 significantly inhibited DNA-virus- but not RNA-virus-induced innate immune responses. Meanwhile, IRF8 interacted with MITA and their interaction was enhanced after HSV-1 infection. In addition, IRF8 was transported into the nuclear from cytoplasm and was degraded during HSV-1 infection. Based on these findings, we will further elucidate the molecular mechanisms of IRF8-mediated regulation of DNA virus-induced signaling and reveal the roles of ubiquitylation and phosphorylation in the regulation of IRF8 activation. Our research will provide important insights into an unrecognized MITA-IRF8-mediated signaling pathway of innate immune responses to DNA viruses.

抗病毒天然免疫反应是机体抵抗病毒感染和清除已感染细胞的重要手段，其发生和调控的分子机制研究是过去十多年生命科学领域的研究热点。干扰素调节因子家族成员IRF3和IRF7是在抗病毒免疫应中调控I型干扰素表达的关键蛋白，然而对于其它IRFs在此过程中的作用了解得还不是很清楚。在前期的研究中，我们鉴定IRF8在抗DNA病毒免疫应答中具有重要作用。我们发现敲低或敲除IRF8的表达显著抑制DNA病毒而不是RNA病毒诱导的下游信号。而且，IRF8能与MITA相互作用，他们的相互作用随着HSV-1的刺激而增强。此外，HSV-1能诱导IRF8入核和发生降解。基于这些发现，我们将进一步阐明IRF8调控抗DNA病毒免疫应答的具体分子机制，并揭示泛素化、磷酸化等修饰在IRF8激活调控中的作用。我们的研究将揭示MITA-IRF8介导的抗DNA病毒免疫应答的新途径。

cGAS是负责识别细胞中病原DNA和自身异常DNA的重要天然免疫受体，通过下游关键接头蛋白MITA (也称STING、ERIS或TMEM173) 启动天然免疫信号。除了抗病毒天然免疫，cGAS-MITA信号也被报道参与细胞衰老和抗肿瘤免疫。MITA的过度激活被报道与多种自身免疫疾病相关。因此，MITA的激活必须收到免疫系统的严格调控。然而免疫系统如何调控MITA的活性以确保机体产生有效的免疫应答而又不过度激活导致自身免疫的分子机制还不清楚。在本项目中我们发现干扰素调控因子8 (IRF8)在单核细胞中以非录依赖和磷酸化依赖的作用方式调控MITA介导的天然免疫信号，发挥宿主防御作用。在未感染的细胞中，IRF8通过其N端和C端尾部结合隔离自身的IRF相关结构域(IAD)维持失活状态，抑制其与MITA的相互作用。当DNA识别信号激活后，IRF8在丝氨酸151处被磷酸化，从而释放其IAD区域，介导其与MITA的互作，进而促进MITA的多聚化、IRF3招募和活化。相应地，IRF8缺陷显著抑制宿主对DNA病毒I型单纯疹病毒HSV-1的防御，并阻止DNA损伤诱导的细胞衰老。而且，敲除IRF8的表达也能抑制Trex1-/-小鼠单核细胞的自身免疫表型。此外，在系统性红斑狼疮患者的外周血单核细胞中，IRF8和MITA表现出过度的激活，也进一步提示IRF8-MITA信号的过度活化与自身免疫症的潜在联系。这些发现揭示了IRF8调控MITA介导的天然免疫信号稳态的分子机制，为理解感染和免疫相关疾病的形成机制和发展干预手段提供了理论基础。.