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文獻(xiàn)分享|王紅艷/魏斌合作發(fā)現(xiàn)天然免疫細(xì)胞抗病毒新機(jī)制,為新型潛在藥物提供靶點(diǎn)
病毒感染人體如同外星體入侵我們的家園地球,地球如何加強(qiáng)“防御"和“jun隊(duì)建設(shè)"來(lái)保護(hù)人類的家園,一直是科學(xué)家和大眾關(guān)心的重要問(wèn)題。在病毒或細(xì)菌感染下,宿主細(xì)胞能通過(guò)多種有效途徑參與抗感染。其中,病毒感染能誘導(dǎo)宿主細(xì)胞改變膽固醇代謝酶和代謝產(chǎn)物的表達(dá),而膽固醇代謝也能調(diào)控宿主細(xì)胞抗病毒反應(yīng)。
2019年12月24日,中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所,簡(jiǎn)稱“分子細(xì)胞中心")王紅艷研究員團(tuán)隊(duì)與上海大學(xué)(原中科院武漢病毒所)魏濱教授實(shí)驗(yàn)室合作在Immunity雜志(IF21.522)上發(fā)表了的研究成果:Targeting 7-dehydrocholesterol reductase integrates cholesterol metabolism and IRF3 activation to eliminate infection,這項(xiàng)研究揭示膽固醇中間代謝產(chǎn)物7-DHC和靶向DHCR7的抑制劑均能發(fā)揮抗多種病毒感染的功能,這將有助于開(kāi)發(fā)抵御新發(fā)或重癥病毒感染的新策略。
為了找到參與機(jī)體抗病毒感染的膽固醇代謝酶或相應(yīng)的天然產(chǎn)物,他們利用乙肝病毒感染肝癌病人樣本、多種類型病毒感染的小鼠肝組織或巨噬細(xì)胞進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)不論應(yīng)對(duì)DNA病毒,還是RNA病毒的感染,7脫氫膽固醇還原酶(DHCR7)的表達(dá)量均顯著降低。DHCR7是將7-脫氫膽固醇(7-DHC)轉(zhuǎn)化成膽固醇的關(guān)鍵酶,DHCR7突變的病人表現(xiàn)智力發(fā)育障礙,但是并不清楚DHCR7如何調(diào)控先天免疫抗病毒感染的功能。
通過(guò)構(gòu)建條件性敲除DHCR7的小鼠、敲減或敲除DHCR7的巨噬細(xì)胞、利用小分子抑制劑阻斷DHCR7的酶活等策略,都能顯著增強(qiáng)病毒感染介導(dǎo)的IFNβ產(chǎn)生。并且,病毒感染的肝臟組織、DHCR7缺失或其抑制子處理的巨噬細(xì)胞升高7-DHC的含量,外加天然產(chǎn)物7-DHC也能促進(jìn)巨噬細(xì)胞抗感染的功能。
有意思的是,用于治療乳腺癌的化療藥物他莫昔芬(Tamoxifen)曾被FDA批準(zhǔn)能抑制DHCR7酶活,本研究發(fā)現(xiàn)他莫昔芬具有抑制水皰性口炎病毒(VSV)和寨卡病毒(ZIKV)感染的新功能。利用DHCR7抑制劑AY9944處理小鼠,血清中7-DHC含量顯著升高,保護(hù)小鼠抵抗致死劑量VSV和流感病毒(H1N1)的感染。
進(jìn)一步的機(jī)制探索發(fā)現(xiàn):靜息期的巨噬細(xì)胞表達(dá)很低水平的AKT3,病毒感染促進(jìn)AKT3的表達(dá),而代謝產(chǎn)物7-DHC能促進(jìn)PI3K-AKT3的活化。此外,作為蛋白激酶的AKT3直接結(jié)合IRF3,增強(qiáng)IRF3在絲氨酸385位的磷酸化,進(jìn)而促進(jìn)IRF3二聚體形成和向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移,終增強(qiáng)IFNβ產(chǎn)生。敲除AKT3的小鼠顯著降低IFNβ的產(chǎn)生,升高病毒載量,導(dǎo)致更多小鼠死亡。
研究的模型示意圖
綜上所述,靶向膽固醇代謝通路中的7-脫氫膽固醇還原酶(DHCR7)能導(dǎo)致上游產(chǎn)物7脫氫膽固醇積累,通過(guò)活化AKT3和IRF3,提高IFNβ和抗病毒功能。這項(xiàng)研究不僅為抵御新發(fā)或高致病性病毒的感染提供了新型藥物靶點(diǎn),也為膽固醇代謝重編程調(diào)控天然免疫提供了新見(jiàn)解。
通訊作者:王紅艷研究員(中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)創(chuàng)新中心)和魏濱教授(上海大學(xué))
第—作者:肖俊和李偉蕓(中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)創(chuàng)新中心)
小翊感到很榮幸的是該研究成果選擇了我們翊圣的定量產(chǎn)品(Yeasen,CAT#11201,Hieff® qPCR SYBR® Green Master Mix)進(jìn)行相關(guān)基因的qRT-PCR分析。
以下截圖來(lái)自文章:
翊圣的定量產(chǎn)品還榮登過(guò)這些高分雜志(部分)
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文章摘自:中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)創(chuàng)新中心