复旦大学基础医学院严大鹏组在Nature Communications发表了一项HIV研究,报道了反义蛋白(ASP)拮抗先天免疫的研究,这是一项病毒免疫逃逸与宿主相互作用领域的最新结果。
本项研究探讨了HIV-1反义蛋白(ASP)作为先天抗病毒免疫广泛抑制子的功能机制。HIV实现病毒的持久感染需要逃避宿主精密的免疫监测。研究通过多个实验系统证明,ASP的表达能够显著降低Ⅰ型干扰素(IFN-I)及促炎细胞因子的转录水平,包括IFNB、ISG15和TNF等。这种抑制作用具有广谱性,能够削弱由多种上游刺激(如RNA和DNA感知通路)触发的免疫反应。研究发现,缺失asp基因的HIV-1病毒株在巨噬细胞和T细胞中表现出更强的免疫激活能力,伴随着TBK1和IRF3磷酸化水平的升高,而其复制能力则显著下降。
研究表明,ASP通过直接与TBK1相互作用并抑制其激活发挥功能。机制分析显示,ASP干扰了TBK1与关键信号分子(如STING、TRAF3和IRF3)的结合,从而阻断了IRF3的二聚化及入核进程,最终关闭了干扰素的表达。结构研究进一步锁定,ASP序列中一个保守PxxPxxP模体内的第47位脯氨酸(Pro47)是其发挥功能的关键位点。该位点的突变(P47A)会使ASP完全失去抑制免疫信号的能力,携带此突变的病毒表现出与asp缺失株一致的适应性下降特征。
研究进一步揭示了一种涉及非典型泛素化的新型后转录调控机制。ASP能够诱导E3泛素连接酶RNF114募集至TBK1,并特异性促进TBK1第236位赖氨酸(K236)发生K6连接的多聚泛素化修饰。这种独特的泛素化修饰并非导致蛋白质降解,而是阻碍了TBK1的活化。实验证实,无论是敲低RNF114还是突变TBK1的K236位点,均能恢复TBK1的磷酸化及下游抗病毒反应,这证明了ASP介导的K6泛素化是病毒实施免疫屏蔽的核心手段。
在这一泛素化事件上游,ASP的活性受到脯氨酸羟化作用的精密调控。研究发现宿主酶PHD3能够对ASP的Pro47位点进行选择性羟化,这一修饰是募集RNF114及后续TBK1泛素化的先决条件。值得注意的是,PHD3的表达在HIV-1感染过程中显著上调,且其表达水平与未接受治疗感染者的血浆病毒载量呈正相关。通过药理学手段抑制PHD3,可以重新激活TBK1并增强宿主的抗病毒干扰素反应,从而显著降低病毒复制水平。
综上所述,这些发现表明,PHD3-ASP-RNF114-TBK1调控轴是HIV-1在体内实现免疫逃逸并维持病毒持续感染的关键。
