Peli1调节病毒性脑炎的作用及其机制研究

Viral encephalitis is a life-threatening disease that affects central nervous system (CNS), there is no cure for these diseases right now. Recently, it has been found that the regulation of innate immune response, and subsequent IFN-β production after virus infection into CNS are the key for the therapeutic strategy of viral encephalitis. TBK1 is a protein kinase that is essential to the type I interferon signaling pathway, and IFN-β production. In addition, TBK1 was recently found to activate Peli1, which is highly expressed in the brain. Thus, we assume that Peli1 may regulate the pathogenesis of viral encephalitis. Based on the preliminary data, which showed that Peli1-deficiency inhibited mouse mortality after virus infection into the CNS, and promoted virus-induced IFN-β expression in primary microglia. We will take advantage of the Peli1 role for IFN-β expression, systematically investigate the role of Peli1 in the regulation of the pathogenesis of viral encephalitis, and elucidate the molecular mechanism that Peli1 modulate the signaling pathway for IFN-β production by using in vivo and in vitro techniques. This study will provide experimental theory and therapeutic strategy for the development of the treatment of viral encephalitis by targeting Peli1.

病毒性脑炎(viral encephalitis)是一种影响中枢神经系统(central nervous system,CNS)，并威胁人类健康的重大疾病，目前缺乏有效治疗手段。近年发现，对病毒感染CNS诱导的固有免疫反应的调控，及其介导IFN-β的产生是病毒性脑炎治疗的关键，而TBK1介导的I型干扰素信号通路是固有免疫反应中IFN-β产生的最主要的分子机制。鉴于TBK1对Peli1活化作用，及Peli1蛋白在脑部高表达，推测Peli1参与了病毒性脑炎的病理进程。为此在前期的工作基础上，即Peli1缺失后抑制了病毒性脑炎诱导的小鼠死亡，及促进了IFN-β的表达，拟进一步以Peli1调节IFN-β产生为切入点，系统研究并阐明Peli1在CNS病毒感染过程中的病理机制，及其调节IFN-β产生的分子信号通路，藉此为进一步开发以Peli1为特异性靶向治疗病毒性脑炎疾病提供新的实验依据和防治手段。

Peli1是一种在免疫细胞中具有多种调控功能的E3泛素连接酶，我们前期的研究表明其在中枢神经系统内的固有免疫细胞小胶质细胞与外周的B淋巴细胞中优势性高表达，提示其在这些细胞中有独特的调控作用。在小胶质细胞中，本项目研究发现Peli1可抑制了RNA病毒与Toll样受体（Toll-like receptor, TLR）介导的下游I型干扰素（type I interferon, IFN-I）信号通路的活化，使得Peli1缺失后促进了小胶质细胞相应病毒刺激而增强了其产生IFN-I的能力，因此相应地促进了小鼠的抗病毒能力，抑制了病毒性脑炎的病理进程。进一步的，我们还发现Peli1在小胶质细胞中介导了TLR下游NF-κB和MAPK信号通路的活化，因此Peli1缺失后抑制了TLR诱导的促炎症细胞因子与神经毒性介质的产生，使得PD小鼠模型中炎症诱导的病灶部位黑质（substantial nigra, SN）区域的酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）阳性的多巴胺神经元的死亡受到了明显的抑制，因此抑制了PD的发病。在B淋巴细胞中，Peli1并不影响其在小鼠体内的发育，然后Peli1的缺失会显著增加体内B细胞的数量。进一步发现，Peli1可与NF-κB诱导激酶（NF-κB-inducing kinase, NIK）结合，并诱导其发生K48连接的多聚泛素化，由此介导了NIK的泛素化降解，抑制了NIK下游非经典NF-κB信号通路的活化。因此Peli1缺失后促进了B细胞中非经典NF-κB信号通路的活化与其介导的自身抗体的产生，由此加重了抗体过度分泌相关的系统性红斑狼疮疾病的发病。此外，我们还发现PELI1的表达还与人类系统性红斑狼疮疾病的多种病理指征成负相关性，且在PELI1低表达的病人中相应的非经典NF-κB信号通路下游的基因也显著上调，提示PELI1可能同样负调节了人B细胞中的非经典NF-κB信号通路的活化，并进而影响相关疾病的进程。本项目通过对E3泛素连接酶Peli1功能的系统性研究，阐明了其在小胶质细胞与B淋巴细胞中的重要调节功能与相应的分子作用机制，同时也解析了其在相关炎症与自身免疫性疾病中的生理功能。该项目的研究不仅发现了Peli1的新功能，也丰富与完善了相关炎症与自身免疫性疾病致病机制的理论知识，为相关疾病的诊断与治疗提供了新的潜在分子靶标与治疗策略。