揭示代谢调控抗病毒免疫新机制

2023-04-14 00:00:00
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核心提示:细胞代谢参与生命活动各个环节,而病毒感染可诱导免疫细胞的代谢重编程并改变代谢物生成,进而影响固有免疫信号通路活化。

  STING介导的DNA识别通路,在抗病毒免疫启动中发挥关键作用。STING 有两种独立的功能,分别是诱导自噬和 I 型干扰素反应;STING 诱导的自噬反应对宿主清除入侵病原体至关重要,同时还是 STING 诱导的 I 型干扰素产生的自限机制。细胞代谢参与生命活动各个环节,而病毒感染可诱导免疫细胞的代谢重编程并改变代谢物生成,进而影响固有免疫信号通路活化。脂肪酸作为一类关键代谢产物对免疫系统的活化有重要意义,然而其在 STING 激活中的作用尚不清楚。

  蛋白质的脂酰化(acylation)是脂化修饰的一种,是脂肪酸以脂酰基的形式连接到肽链上。根据脂酰基受体的不同,又可进一步分为 N-脂酰化、S-脂酰化和 O-脂酰化三种形式。N-脂酰化是脂肪酸与肽链末端氨基或赖氨酸侧链氨基形成酰胺键。其中最常见的是 N端甘氨酸的豆蔻酰化(N-Myristoylation),由 N-豆蔻酰基转移酶(N-myristoyltransferase,NMT,EC 2.3.1.97)催化。哺乳动物细胞中至少有150多种蛋白质的 N-末端甘氨酸被豆蔻酸(14:0)酰化。这些蛋白质通常包含 N 末端共有序列:Met-Gly-XXX-Ser/Thr。因为 NMT 只接受 N-端甘氨酸作为酰基受体,所以先由甲硫氨酸氨肽酶除去甲硫氨酸,将 Gly 暴露为 N 末端氨基酸。NMT 的酰基供体是豆蔻酰辅酶 A,动力学为有序机制。豆蔻酰辅酶 A 先与酶结合,将烃链插入酶的疏水口袋,导致形成肽链结合位点,从而形成三元复合物。然后将酰基转移到甘氨酸上,依次释放辅酶A和酰化产物。

  近日,山东大学基础医学院赵伟教授团队在 Nature Communications 在线发表题为“Myristic acid as a checkpoint to regulate STING-dependent autophagy and interferon responses by promoting N-myristoylation”的研究论文。


  该研究发现豆蔻酸作为一种长链饱和脂肪酸,在病毒感染期间显著下调,并特异性抑制 STING 介导的 I 型干扰素生成,同时增强 STING 依赖性自噬。深入的机制研究发现,豆蔻酸增强了 STING 膜运输的重要调控因子 ARF1 的 N-肉豆蔻酰化修饰,进而促进 STING 到高尔基体逆向运输并结合 LC3 形成自噬体,促进了 STING 依赖性自噬并降解 STING 复合体成员的蛋白表达。该研究以 DNA 病毒 HSV-1 感染为模型,揭示了豆蔻酸作为一种固有免疫反应的代谢检查点,如何通过平衡 STING 依赖性自噬和干扰素反应,进而调控免疫稳态的机制,为 STING 活化异常相关疾病的治疗提供了新的靶标。

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