LSm14A 参与抗病毒天然免疫反应的功能和分子机制研究

The innate immune system recognizes viral nucleic acids by pattern recognition receptors which in turn mediate type I IFN induction and innate antiviral response. LSm14A is a newly identified viral nucleic acid sensor, which detects both viral RNA and DNA and mediates the expressions of antiviral genes in the early phage of viral infection. In order to understand the function and molecular mechanisms of LSm14A mediated antiviral response, we constructed HCT116 cell lines in which a Flag tag has been knocked in to the 3' of the endogenous LSm14A gene. We have also constructed LSm14A knock-out mice. To identify LSm14A interacting proteins, we have used HCT116-LSm14A-Flag cells for affinity purification with anti-Flag antibody. To determine the nucleic acid binding specificity, we will infect LSm14A-/- and WT cells with various DNA and RNA viruses. Moreover, on an animal level, we will use LSm14A-/- and WT mice to investigate the physiological function of LSm14A in innate immnune response against various viruses. This project will enrich our understanding of the recognition and regulatory mechanisms of antiviral innate immunity.

细胞受病毒感染后，胞内的模式识别受体识别病毒核酸，产生抗病毒天然免疫反应。LSm14A是新鉴定的病毒核酸受体，能够识别病毒DNA和RNA，在细胞抗病毒天然免疫中起重要作用。为深入研究LSm14A 参与天然免疫的功能和分子机制，我们构建了LSm14A的基因敲入（KI）细胞系和基因敲除（KO）小鼠。利用LSm14A KI 细胞系，通过亲和纯化和质谱分析，我们可以筛选与LSm14A相互作用蛋白。此外，我们将利用不同类型的模式病毒感染不同类型的LSm14A-/-和WT小鼠细胞（成纤维细胞、巨噬细胞等），研究LSm14A识别病毒核酸的特异性；我们还将利用LSm14A-/-小鼠深入研究 LSm14A 在机体抗病毒天然免疫反应中的功能。该项目的成功完成将为了解天然免疫对病毒的精密识别和调控机制提供重要依据。

细胞受病毒感染后，胞内的模式识别受体识别病毒核酸，招募下游信号分子，诱导I型干扰素和促炎性细胞因子表达，产生抗病毒天然免疫反应。cGAS是胞质的DNA识别受体，能够识别各种DNA病毒感染。cGAS与病毒DNA结合后，合成第二信使cGAMP。cGAMP结合位于内质网膜上的重要接头蛋白MITA，激活下游信号通路。LSm14A是新鉴定的病毒核酸受体，能够识别病毒DNA和RNA，在细胞抗病毒天然免疫反应中起重要作用。本项目的目标是深入研究LSm14A 参与天然免疫反应的功能和分子机制。我们的研究结果表明，LSm14A在DC中对于MITA核质mRNA的加工和成熟是必需的。在Lsm14a缺陷型DC中，Mita成熟的mRNA量和蛋白表达水平都相应降低。DNA病毒和部分RNA病毒感染引起的天然免疫反应在Lsm14a缺陷型小鼠中也明显降低。该项研究表明LSm14A通过在特定的细胞中在mRNA水平调控MITA的表达量从而调控DNA病毒介导的天然免疫应答。该研究为了解天然免疫精密的调控机制提供重要依据，相关工作发表在J Immunol杂志上。关于LSm14A的研究工作在本项目执行期间的第二年已完成，所以我们对本项目的研究内容做了补充，开展了筛选E3泛素连接酶对TLR3信号转导通路调控的工作。 . TLR3位于胞内体膜上，能够识别通过胞吞作用进入到胞内体的病毒dsRNA，招募接头蛋白TRIF向下游传递信号。我们的研究发现RNA结合蛋白Mex3B作为TLR3的辅助受体在TLR3介导的信号转导途径中起着非常重要的作用。Mex3B在胞内体腔内与dsRNA结合，并增强了TLR3与RNA的结合。Mex3B的RNA结合活性是其协同TLR3信号通路所必需。同时，Mex3B也能与TLR3的腔内结构域相互作用，促进TLR3的剪切与成熟。该研究首次鉴定了胞内与核酸结合的TLR3辅助受体，对于揭示TLR3信号通路激活机制提供重要依据。相关工作发表在Cell Res杂志上。