ERRα双向调节宿主先天性免疫应答的分子机制研究

The innate immune system constitutes the first line of defense against invading microbial pathogens, therefore, screening and isolating new regulators involved in innate immune response is of vital importance. Estrogen-related receptor alpha (ERRα) is a member of the nuclear receptor superfamily and plays important roles in the control of energy metabolism and mitochondrial biogenesis, however, the functions of ERRα in innate immunity remains unknown. Our previous work demonstrated that the ERRα inhibited IFN-β and IRF3 induction in LPS-stimulated and VSV-infected macrophages, while ERRα overexpression stimulated NF-κB activation, with subsequent upregulation of IL-6 secretion. In this application, we will first determind ERRα is activited in which PAMP recognition pathway beyond LPS and VSV. We will then elucidate the molecular mechanism of ERRα in innate immune response regulation. Furthermore, we will use mice infection models to determine the effects of ERRα and their antagonists on anti-infection and anti-inflammation response. We believe our investigation of ERRα in innate immune pathway against microbial infection will not only help us to further understand the mechanisms responsible for regulation of innate immune but will also provide novel therapeutic target for prevent or treat patients with inflammatory and/or infectious diseases.

先天性免疫应答是宿主抵抗病原微生物感染的第一道防线，因此，筛选和鉴定新的先天性免疫应答调控分子对于抗病原微生物感染研究具有重要意义。ERRα是调节能量代谢及线粒体氧化磷酸化的一种重要的转录因子，但其是否参与宿主先天性免疫应答信号传导途径目前尚无报道。我们前期通过荧光素酶报道基因、免疫印迹、ELISA、荧光定量PCR等方法发现，ERRα可以抑制IRF3以及IFN-β激活，但却促进NF-κB的活性及IL-6等细胞因子的表达。本研究拟利用酵母双杂交、免疫共沉淀、凝胶阻滞实验等方法，进一步研究ERRα双向调节宿主I型干扰素和NF-κB通路的分子机制，在此基础上通过空斑形成、菌落计数、ELISA、基因敲除小鼠等手段，研究ERRα对宿主抗感染免疫、炎症及小鼠存活的影响。阐明ERRα在先天性免疫应答信号转导途径中的地位，为开发抗感染及抗炎药物提供新的可能靶标。

先天免疫系统是宿主抗感染的第一道防线，在检测和消除入侵病原体中起重要作用。宿主通过模式识别受体（PRR）识别病原体相关分子模式（PAMP）来感受病毒和细菌病原体侵入，PRR包括膜结合的Toll样受体（TLR）和胞质感觉分子（RIG样受体（RLR）和NOD样受体（NLR））。然后激活一系列信号级联反应，导致I型IFN和促炎因子的产生。在病毒感染时，TLRs检测内体腔中的病原体核酸，而RLR，DAI，IFI16，LRRFIP1和cGAS感测细胞质中的病原体核酸。TLRs介导的信号通路与接头蛋白MyD88和TRIF相关，而RLRs招募MAVS和STING，不同的途径最终导致TBK1的磷酸化。而活化的TBK1然后磷酸化IRF3，IRF5和IRF7，引起他们的二聚化和核易位，并激活I型IFN表达。分泌的IFN-α/β进一步激活下游信号传导途径以诱导广泛的抗病毒基因表达，并引发细胞抗病毒反应。该途径的正常激活对清除病原菌非常重要，但是该通路的持续激活会引起组织、器官损伤，因此宿主先天免疫需要精确调控。.目前研究表明ERRα是参与代谢信号转导的核受体超家族成员之一，但是ERRα在抗感染先天免疫中的作用未见报道，仍有待探明。我们的研究显示ERRα缺失的细胞系病毒感染后，I型干扰素产生增加，细胞抗病毒感染功能增强。同样在ERRα基因缺失小鼠的研究中也得到了相同的结果，ERRα基因缺失小鼠在感染病毒后，血清及组织器官中的干扰素产生增加，肺部病变减弱，并且小鼠存活率增加。通过机制的研究，我们发现病毒感染的细胞及小鼠器官中ERRα稳定增加，并且这种稳定性的增加是依赖TBK1激酶活性的。增加的ERRα与TBK1和IRF3的结合并阻止TBK1-IRF3复合物的形成，从而负调控宿主先天免疫。进一步的研究发现ERRα对先天免疫信号传导的影响与其转录活性和其共刺激因子PCG-1α无关。更加令我们感兴趣的结果是，ERRα化学抑制剂XCT790具有广谱的抗病毒功能。综上所述，我们的研究发现ERRα为RLRs-TLRs信号传导途径中TBK1的重要负调控因子，并且发现ERRα是抗病毒感染治疗的潜在靶标。