TRIM29在mtDNA诱导IFN－I产生中的作用研究

mitochondria are responsible for energy metabolism, which is also the sensor of dangerous signals and stress. Under the stress and pathological conditions, mitochondrial DNA is released to activate innate immunity as danger associated molecule. However, the regulating mechanism by how mtDNA activates innate immune response is still largely unknown. Ubiquitination is the major mechanism of protein post-translational modification, which is involved various biological process, including degradation and translocation of protein, as well as signaling transduction. It has been approved that ubiquitination plays crucial roles in regulating the intensity immune response. Our preliminary study indicated that TRIM29, an E3 ubiquitin ligase, was induced by dsDNA virus infection which targeted STING for ubiquitination and degradation, and subsequently inhibited STING-dependent signaling pathway and IFN-I production. Based on our preliminary study, we hypothesized that TRIM29 played an important role in mtDNA-trigged IFN-I production. To examine our hypothesis, we propose to study the mechanism of TRIM29 regulating mtDNA-STING-IRF3 pathway, how mtDNA mediated TRIM29 expression and the function of TRIM29 in mtDNA-induced system lupus erythematosus. Our study aims to discover the function of mitochondria in immune response and immune homeostasis, and the underlying mechanism. This research will provide the critical information to understand the pathogenesis of SLE, and development for new therapeutic strategy for SLE treatment.

线粒体是细胞能源供应体也是机体内危险信号／应激感受器。应急和病理情况下，释放的线粒体DNA（mtDNA）作为危险相关分子激活固有免疫。然而mtDNA激活固有免疫反应的调控机制尚未完全阐明。泛素化在调节蛋白质降解和转运以及细胞内信号传导等起重要作用；也是调控免疫应答强度的重要机制。本项目前期研究发现一个受双链DNA病毒感染诱导的E3泛素连接酶TRIM29，通过介导STING的泛素化和蛋白稳定性，抑制STING依赖的信号通路和I－型干扰素表达。基于此，我们提出中心假说即TRIM29在mtDNA诱发固有免疫中有重要功能。为此，我们将研究TRIM29调节mtDNA诱导IFN－I信号通路的机制、mtDNA如何诱导TRIM29表达以及TRIM29在mtDNA诱导SLE中的作用。本项目的研究将有助于深入理解泛素化线粒体在免疫应答、免疫稳态维持的功能及其分子生物学作用机制，及其在自身免疫疾病中的作用。

线粒体是细胞内能源供应体，也是机体内危险信号/应激感受器。在应激和病理条件下释放的线粒体DNA(mtDNA)作为危险相关分子，可激活固有免疫，但其调控机制尚未完全阐明。本项目前期研究发现E3泛素连接酶TRIM29，受双链DNA病毒感染诱导表达，并介导STING的泛素化和降解，从而抑制STING依赖的信号通路和I-型干扰素表达。本项目继续研究TRIM29调节mtDNA诱导IFN-I信号通路的机制和TRIM29在mtDNA诱导SLE中的作用。研究结果表明，外源mtDNA诱导TRIM29的表达，并且在TRIM29缺失的巨噬细胞中，mtDNA处理所诱导的IFN-I产生降低，STING相关的信号通路事件，如TBK和IRF3的磷酸化程度降低。我们还发现TBK1、STING和TRIM29之间的相互调节作用。关于TRIM29是否在SLE发病中重要作用，本项目构建了Pristane诱导SLE的模型，但由于疫情影响和小鼠进化等因素，该部分工作还在进行之中。鉴于STING信号通路在免疫治疗中的功能得到越来越多的关注，我们利用黑色瘤模型，研究了TRIM29在肿瘤免疫治疗中的功能。结果表明，在放疗和STING激活剂的联合治疗条件下，TRIM29敲除小鼠表现出更好的对治疗反应性，TRIM29 KO小鼠肿瘤微环境中有更多的M1型巨噬细胞。提示TRIM29可能作为增加肿瘤免疫治疗的潜在靶点。此外，在本项目的资助下，我们深入研究了TRIM家族另一个成员TRIM60在固有免疫反应中的作用及其分子调控机制。研究结果提示，TRIM60 负调控TLR-MyD88介导的固有免疫信号通路活化及促炎细胞因子表达。TRIM60和TAB2 相互作用，并介导TAB2发生SUMOylation，鉴定了TAB2的K329及K562位点是TRIM60介导 SUMOylation 的位点。机制研究表明，TRIM60 通过介导 TAB2 SUMOylation 而抑制 TRAF6/TAB2/TAK1 信号复合物的形成，并负调控下游NF-κB/MAPK 信号通路活性。动物实验表明，TRIM60保护LPS 诱导的内毒素性休克症状，TRIM60 缺失增强小鼠体内抗李斯特菌感染固有免疫反应。 综上所述，本研究揭示了TRIM29和TRIM60在天然免疫反应、免疫应答以及肿瘤免疫治疗中的功能和机制，为开发针对性的治疗药物提供关键数据。