ECSIT在VISA信号复合物组装及细胞抗病毒反应中的作用机制研究

RIG-I and MDA5 specifically detect viral RNAs that are produced during viral infection and replication. Binding of RIG-I/MDA5 to viral RNA leads to recruitment of a downstream adaptor protein VISA which localized on mitochondrial outer membrane. VISA acts as a crucial adapter for assembling a virus-induced complex on the mitochondrial that signals IFNs activation. However, the components of the VISA-associated complex and their roles in antiviral response are not fully understood yet. In this project, we found that ECST regulated the activation of the RLRs and assemble of the VISA-associated complex, which is crucial for IFNs induction. This study contributes to the elucidation of complicated molecular mechanisms of innate immune responses, and provides new evidences that the mitochondrial proteins participated in the regulation of the cellular antiviral response.

线粒体和VISA信号复合物在细胞抗病毒天然免疫反应过程中发挥着十分关键的作用。病毒感染细胞之后，RIG-I/MDA5被招募到线粒体并与VISA发生相互作用，从而促进VISA信号复合物的组装，诱导I型干扰素的表达。RIG-I的活化和VISA信号复合物的组装过程受到了严格而又精细地调控。在我们的前期研究中，我们发现线粒体蛋白ECSIT能够介导RIG-I和VISA的相互作用，从而促进病毒诱导的I型干扰素表达与细胞的抗病毒天然免疫反应。本项目将从ECIST在 VISA信号复合物的组装过程中的重要功能入手，深入研究RIG-I活化和VISA信号复合物组装的调控机制，以及线粒体蛋白在这个过程中的重要功能。该项目的成功完成，不仅对阐述RIG-I样信号转导过程及其精细调控机制作出贡献，而且对线粒体蛋白在细胞抗病毒信号转导过程中的重要调控作用提供新的范例。

天然免疫是宿主抵御病毒感染的第一道防线，在病毒感染宿主之后，会被宿主细胞内的模式识别受体识别，例如RNA病毒感染细胞之后会被RIG-I样受体识别。RIG-I样受体识别病毒RNA后，会招募下游接头蛋白VISA，VISA定位在线粒体上，通过进一步招募下游信号分子来激活转录因子NF-kB和IRF3。一方面，VISA通过招募TRAF2和TRAF6，激活IKK激酶复合物，从而磷酸化修饰IkBa，使得IkBa被泛素化修饰从而降解，释放活化的NF-kB进入细胞核；另一方面，VISA能够与TRAF3相互作用，介导TBK1的激活，TBK1进一步磷酸化修饰IRF3，IRF3二聚化并转移到细胞核。入核后的NF-kB和IRF3分别结合到IFNB1基因启动子的kB和ISRE结合位点，并诱导IFNB1基因的表达以及细胞的抗病毒天然免疫反应。.在本项研究中，我们发现线粒体蛋白ECSIT能够促进病毒诱导的IRF3、NF-kB激活，I型IFNs表达和细胞抗病毒天然免疫反应。而ECSIT-RNAi下调ECSIT的表达具有相反的结果。机理研究表明，ECSIT定位在线粒体上，能够与VISA持续相互作用，而在病毒感染的细胞中，ECSIT能够与RIG-I和MDA5相互作用。在ECSIT-RNAi稳定表达的细胞中，VISA与RIG-I和MDA5的相互作用明显减弱，而与TRAF3和TRAF6的相互作用没有显著变化。这说明，在病毒感染细胞之后，ECSIT能够介导VISA与RIG-I和MDA5的相互作用。而坦布苏病毒感染细胞之后，其非结构蛋白NS1会与VISA相互作用，从而阻断VISA对受体分子RIG-I和MDA5的招募，抑制病毒诱导的干扰素和其它抗病毒蛋白的表达，从而帮助病毒逃逸免疫系统的攻击。.我们的研究进一步解释了VISA信号复合物组装在细胞抗病毒天然免疫反应过程中的重要功能和其精细调节机制，深化了我们对细胞抗病毒天然免疫反应过程的认识。