E3泛素酶FBW7对模式识别受体触发的巨噬细胞天然免疫应答的调控及其分子机制

Pattern recognition receptors (PRRs), expressed on cells of both the innate and adaptive immune systems, serve as sentinels, waiting to alert the host to the first signs of microbial infection and to activate the initial line of immune defense. Toll-like receptors (TLRs) are the archetypal pattern recognition receptors (PRRs). Ubiquitylation is involved in TLR-triggered activation of NF-κB and mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade downstream of both the MYD88- and TRIF-dependent pathways. It has been shown that the F box family of SCF ubiquitin E3 ligase β-TrCP play a key role in regulating TLR-triggered activation of NF-κB. However, it remains unclear whether the member of F box family of SCF ubiquitin E3 ligase FBW7 is involved in regulating TLR-triggered signaling pathway. We previously found that knockdown of FBW7 in macrophage significantly promoted the production of TNF-α, IL-6 and IFN-β. Enforced expression of FBW7 in macrophage dramatically inhibited TLR-triggered Phosphorylation of IKKα/β、IκBα、p38、JNK and IRF3. These results suggested that FBW7 play a key role in the regulation of toll-like receptor signaling pathway. In this study, we intend to explore the mechanisms regulating TLR-triggered innate inflammatory responses by FBW7 with conditional FBW7 knock out mice.The resluts will provide insights of the molecular events controlling the TLR-triggered innate immune response.

天然免疫是机体应对病原微生物感染的第一道屏障，模式识别受体PRRs感知病原体入侵触发天然免疫应答，PRRs（包括Toll样受体TLRs）信号活化过度或不足会导致功能异常和疾病发生，但天然免疫应答的精密调控机制尚待深入。泛素化是一种广泛存在且非常重要的蛋白质翻译后修饰，已报道一些关键信号分子的泛素化修饰对于PRRs触发的信号传导是不可或缺的。E3泛素连接酶复合物SCF beta-TrCP在NF-kB的活化通路中发挥至关重要的调控作用，而SCF家族另一个重要成员FBW7是否参与调控PRRs介导的固有免疫应答尚不清楚。我们前期研究发现,FBW7可显著地负相调控TLRs触发的信号，抑制炎症因子和I型干扰素的产生。本项目拟利用FBW7条件性基因敲除小鼠，进一步深入研究FBW7对TLR触发信号途径的调控及其分子机制，研究结果可为阐明天然免疫应答的调控新机制提供理论基础，并可能为疾病治疗提供新的候选靶点

E3 泛素酶FBXW7作为一个重要的调控基因，已经被证实在代谢、肿瘤形成、干细胞分化等生理病理进程中发挥重要作用，但是FBXW7是否参与对固有免疫的调控尚未可知。我们发现FBXW7通过降解SHP-2，稳定固有免疫细胞的RNA受体 RIG-1的表达，从而促进机体抗病毒应答。我们通过构建髓系特异性敲除FBXW7小鼠发现，髓系敲除FBXW7导致小鼠对VSV和H1N1等RTNA病毒更易感，体内外实验进一步发现巨噬细胞的一型干扰素水平显著下降；同时 NF-κB, IRF3, AP-1 等转录因子活化水平也被显著抑制。通过荧光共聚焦显微镜技术，我们发现在病毒感染时，FBXW7蛋白从核内穿梭到胞浆内结合SHP-2，并导致其降解，进而显著增加细胞内的RNA sensor RIG-I的蛋白稳定性，并增强病毒触发的RIG-I下游信号。我们的结果首次鉴定出FBXW7是一个重要的抗病毒固有免疫调控分子，这个发现深化了对机体抗病毒免疫机制的调控的认识，并可能为抗病毒临床治疗提供新的潜在靶点。