鼠疫耶尔森菌效应分子YopJ通过STING阻断IRF3信号传导通路参与其致病的分子机制研究

Bubonic plague is one of acute onset, rapid spread, high mortality and infectious natural focal diseases. Previous studies have shown that type III secretion system effector protein YopJ represents a crucial virulence factor of Yersinia pestis. However the host targets and pathogenic mechanisms of YopJ remain unclear. Here we show that STING was a novel target of the YopJ protein. Remarkably, YopJ interacted with STING and decreased K63-lined polyubiquitylation of STING, which perturbed IRF3 activation.As IRF3 is of crucial important factor in restricting Yersinia pestis infection, we proposed that the deubiquitylation of STING during Yersinia pestis infection presents a new bacterial strategy to modulate host antibacterial responses. Therefore, we would like to delineate the molecular mechanism of YopJ on STING-mediated IRF3 activation and uncover the role of YopJ on the virulence of Yersinia pestis. Nonetheless, our work suggests that the interaction of the YopJ protein and STING is a critical determinant of pestis replication and may be used as a potential target for anti-bacterialtherapy.

鼠疫是一种发病急、传播快、病死率高、传染性强的自然疫源性烈性传染病。研究表明三型分泌系统效应分子YopJ是鼠疫耶尔森氏菌非常重要的毒力因子。虽然前期研究报道YopJ具有去泛素化酶活性，但是其宿主的靶点以及致病的分子机制尚不十分清楚。我们前期研究发现YopJ可以与先天性免疫应答的重要分子STING发生相互作用，抑制STING的K63位泛素化修饰，从而抑制了STING介导的IRF3转录活性。IRF3对于抵抗鼠疫菌的感染至关重要，因此，YopJ很有可能通过阻断STING介导的IRF3激活参与鼠疫菌的致病。本项目拟用免疫共沉淀、RNA干扰、泛素化实验、细菌易感性实验等手段，进一步研究YopJ通过STING参与阻断宿主先天性免疫应答通路的分子机制，揭示YopJ作为鼠疫菌重要致病因子参与致病的可能机制，为新型抗细菌治疗药物的开发打下基础。

Y. pestis即可以通过YopE、YopH、YopT和YpkA的协同作用破坏细胞骨架、抵抗细胞的内吞，又可以通过YopJ阻断宿主的信号转导抑制先天性免疫反应，以利于病原体在宿主细胞中建立持续的感染。鉴于YopJ对Y. pestis的致病性和毒力传播的重要作用，我们前期研究发现YopJ有可能与干扰素刺激因子STING存在相互作用，进一步的研究发现 YopJ通过对STING进行63位赖氨酸（lysine，Lys）去泛素化抑制胞质DNA所引起的IRF3激活，并通过与其相互作用下调其稳定性并影响STING-TBK1复合物的形成，这一系列反应对Y. pestis在宿主细胞中建立持续感染均有十分重要的辅助作用。我们首次发现了YopJ靶向于宿主先天性免疫的新靶点STING，并阐述了YopJ作用于STING的分子机制及这种机制对Y. pestis在宿主细胞中建立持续感染的重要作用，揭示了Y. pestis外膜蛋白效应因子调节先天性免疫的新方式，为鼠疫的预防及治疗提供了新的思路和方向，具有十分重要的理论和临床研究意义。