亲环素A对NLRP3炎症小体介导IL-1β产生的调控机制

The innate immune response is the first defense line of a host against microbial pathogen invasion. Cyclophilin A (CypA) is a peptidyl-prolyl cis/trans isomerase with many biological functions. Our previous studies indicate that CypA inhibits influenza A virus, sendai virus, vesicular stomatitis virus replication in 293T cells. We further discovered that CypA inhibits virus replication by promoting RIG-I-mediated type-I IFN production. NLRP3 signaling pathway also participates in the innate immune response against virus infection. Our recent studies indicated that CypA facilitated NLRP3 signaling pathway, while the regulation mechanism is still unclear. In this proposal, we will further investigate the mechanism of how CypA regulates NLRP3-mediated immune response by using CypA-deficient cells and CypA knockout mice, and clarifiy the regulation of NLRP3-mediated antiviral innate immunity by CypA. Our study will provide new insights of the roles of CypA in host antiviral innate immunity.

天然免疫反应是宿主抵御病原微生物入侵的第一道防线。亲环素A（Cyclophilin A，CypA）是一种肽基脯氨酰顺/反异构酶，在细胞的生命活动中起着许多重要作用。我们前期研究发现，CypA不仅能够抑制流感、仙台、水泡性口炎病毒在293T细胞中的复制，而且是通过正调控RIG-I介导的I型干扰素的产生来抑制病毒的复制。NLR通路在宿主抗病毒天然免疫反应中同样发挥了重要作用。我们的初步研究发现，CypA能够正调控NLRP3信号通路，因此进一步证实了CypA在天然免疫反应中的调控作用。然而，CypA对NLRP3介导的天然免疫反应的调控机制尚不清楚。本项目拟利用CypA敲除细胞、CypA敲除小鼠，深入揭示CypA在NLRP3通路的作用靶点和作用机理，从而阐明CypA对NLRP3介导的抗病毒天然免疫的调控机制。本研究有助于深入了解CypA在宿主抗病毒天然免疫防御系统中的作用。

外来病原体的入侵能够激活宿主的天然免疫反应，分别包括抗感染I-型干扰素等细胞因子的产生、炎性小体的活化、细胞凋亡活化以杀死被感染的细胞。CypA是亲环素超家族成员，是一种肽基脯氨酰顺/反异构酶，在进化上高度保守，并且广泛存在于目前已发现的所有生物体细胞。研究表明，CypA参与了很多重要的生物学过程，如蛋白质的折叠、信号转导、细胞凋亡、转录调控、肿瘤发生以及细胞周期调控中发挥着重要作用。我们的前期的研究发现，CypA能够促使更多的RIG-I被招募到线粒体上，通过增强RIG-I与MAVS的结合，从而促进RLR介导的I型干扰素的产生。而本项目在天然免疫的基础上进一步探索发现，CypA能够促进由LPS和ATP（LPS+ATP是NLRP3的典型激活剂）刺激的小鼠骨髓巨噬细胞中IL-1β的产生以及Caspase-1的激活，表明CypA对NLRP3通路有正向调控作用。此外，我们还发现，CypA通过激活PI3K/Akt/mTOR途径保护A549细胞免受H2O2诱导的氧化损伤和凋亡。在探究A549细胞凋亡影响时，我们还发现CypA能够通过稳定Twist1蛋白的稳定性进而调控A549细胞凋亡。以上结果进一步证明，CypA在病原微生物等感染细胞后能够激活的I-型干扰素产生、炎症小体活化，及抑制细胞凋亡三者之间存在互相制约的精密调节，为天然免疫稳态维持及自身免疫疾病的治疗提供了理论依据。