抗病毒天然免疫接头蛋白MAVS介导下游信号通路转导的分子机制

RIG-I-MAVS signaling pathway plays a key role in host innate immune response to RNA virus infection. During virus infection, RIG-I senses viral RNA and activates the adaptor protein MAVS, which then forms prion-like filaments and stimulates a specific signaling pathway leading to type I interferon production to restrict virus proliferation. However, the downstream signaling events of MAVS that mediates both IRF3 and NF-κB activation remains unclear. Our previous study identified a motif of MAVS, named Region III, mediates the activation of IRF3 but not NF-κB. Here we propose to study the detailed mechanism of MAVS-Region Ⅲ that activates IRF3 by developing a cell-free in-vitro system. In addition, the key targets or regulators downstream of MAVS that mediates the activation of IRF3 will be identified. This study will extend our understanding of RIG-I-MAVS antiviral signaling pathway, and provide insight for medical diagnosis and pharmaceutical applications.

RIG-I-MAVS介导的天然免疫信号通路是机体抵御RNA病毒入侵的重要防线。当病毒侵染细胞后，RIG-I识别病毒产生的RNA分子信号，诱导并激活接头蛋白MAVS形成朊病毒样聚集体。活化的MAVS通过一系列级联反应，激活IRF3和NF-κB，最终诱导I型干扰素的产生并阻止病毒的增殖。在MAVS激活下游信号通路这一过程中，涉及的蛋白因子众多，关于这些因子如何参与调控信号通路的转导，它们在通路中的位置和作用节点，以及是否还有尚未发现的关键因子等重要问题，还有待进一步的研究。本项目以课题组关于“MAVS的区段Region Ⅲ能够特异性地激活IRF3”这一最新的研究发现为基础，在体外重构cell-free的MAVS激活IRF3的信号通路，分离鉴定参与MAVS激活下游信号通路的关键因子，并研究相关机制。本项目将为研究RIG-I-MAVS天然免疫信号通路提供新的思路，也将为免疫缺陷病的诊断提供参考。

RIG-I-MAVS介导的抗病毒天然免疫反应，对于机体抵御RNA病毒的入侵发挥了至关重要的作用。RIG-I激活后介导关键信号蛋白MAVS发生寡聚化，进而招募下游信号分子，激活TBK1和IKK，促使转录因子IRF3和NF-κB激活而入核调控I型干扰素的表达，最终达到抵御病原体的目的。我们之前的研究成果表明，MAVS分子内部可划分出3个区域（Region I/II/III）来介导下游信号支路的激活，Region I/II可以特异地激活IKK/NF-κB，而Region III则负责激活TBK1/IRF3。Region III激活下游信号支路的具体机制有待进一步探究。本项目中，我们利用可以自发形成四聚体的MAVS-Region III-GCN tetramer重组蛋白，并结合体外生化实验，鉴定发现一个调控因子TRAF3IP3。通过进一步的研究，我们发现TRAF3IP3既可以特异性地与激活状态的MAVS-Region III相互作用，也可以结合TRAF3。细胞在刺激的条件下，缺失TRAF3IP3会抑制IFNB和ISG54的激活，而对于IL6的诱导表达则没有影响。后续研究表明，RNA病毒刺激之后，TRAF3IP3会更多地聚集到线粒体，与激活态的MAVS相互作用，促进MAVS招募下游的 信号分子TRAF3，从而对MAVS介导的TBK1/IRF3支路起到促进作用。综上所述，本项目完善了MAVS介导TBK1/IRF3支路激活的分子机制，丰富了RIG-I-MAVS介导的抗病毒天然免疫反应的认识，这为后续探究MAVS-region I/II激活IKK/NF-κB支路的分子机制奠定了坚实的基础，也为RIG-I和MAVS突变造成的自身免疫疾病相关的研究提供了理论依据。