近期武漢大學舒紅兵院士在病毒學期刊PLOS Pathogens發表文章“ZFYVE1 negatively regulates MDA5- but not RIG-I-mediated innate antiviral response”。研究表明ZFYVE1負向調節MDA5介導的天然抗病毒反應。
天然免疫系統是宿主抵抗微生物感染的第一道防線。在病毒感染時，病原體識別受體（PRRs）可以識別病原體相關分子模式（PAMPs），進而觸發一系列信號反應，誘導I型干擾素（IFN）、促炎細胞因子和其他下游抗病毒效應蛋白產生。從而有效抑制病毒複製。
病原體識別受體是宿主識病原並啟動免疫反應的重要蛋白。在細胞質中RIG-I和MDA5尤其重要，他們通過識別不同的RNA病毒，建立抗病毒免疫反應。本研究鑑定了ZFYVE1 作為MDA5的負向調節基因介導天然免疫反應。
首先作者通過體外基因敲低實驗證明ZFYVE1基因缺失加強了EMCV和poly(I:C)-HMW（MECV和poly(I:C)-HMW被MDA5特異性識別）誘導的IFNB1, ISG56 和CXCL10基因轉錄，而沒有影響SeV、VSV和poly(I:C)-LMW（SeV、VSV和poly(I:C)-LMW被RIG-I受體識別）誘導的基因表達。
進一步實驗證明在ZFYVE1 敲低提高了EMCV誘導的下游信號通路的活化。小鼠實驗也有相同的結果。這些結果證明了ZFYVE1 缺失促進了MDA5，而不是RIG-I，介導的信號通路.
圖1：鑑定ZFYVE1為MDA5的負向調節劑
隨後作者用EMCV和VSV 感染ZFYVE1基因敲除小鼠和野生型小鼠。結果顯示在EMCV感染的實驗中，ZFYVE1基因敲除小鼠的血清中IFN-β和TNF-ɑ 表達水平更高，EMCV的病毒拷貝數和病毒滴度也顯著降低，ZFYVE1基因敲除小鼠對EMCV誘導小鼠死亡有更強的抵抗力。而在VSV感染小鼠實驗中沒有顯著變化。
圖2：ZFYVE1缺失提高了MDA5介導的抗病毒反應
接下來作者研究了ZFYVE1對MDA5介導的先天免疫應答的抑制作用的分子機制。免疫共沉澱結果顯示ZFYVE1與MDA5存在相互作用，且N端為相互作用結構域。另一方面，MDA5的N端串聯CARD結構域和中間解旋酶結構域可以獨立地與ZFYVE1相互作用。這些結果表明ZFYVE1可以靶向MDA5發揮它的功能活性。
圖3：ZFYVE1與MDA5相互作用
作者通過Pull-down和“foot-print”實驗證明了ZFYVE1與MDA5競爭結合poly（I:C）和EMCV。
圖4：ZFYVE1與MDA5競爭結合病毒RNA
因為MDA5的N末端串聯CARD形成功能性寡聚物對VISA激活很重要。所以作者通過實驗證明了ZFYVE1通過N端結構域抑制MDA5寡聚，從而發揮它的功能。
總而言之，作者通過一系列實驗證明了：
- ZFYVE1是MDA5介導抗病毒反應的負向調節基因
- ZYFE1基因敲小鼠EMCV的病毒拷貝數和病毒滴度顯著降低，且小鼠對EMCV誘導小鼠死亡有更強的抵抗力。
- ZFYVE1通過與MDA5競爭結合病毒RNA並影響MDA5寡聚，從而抑制MDA5介導的抗病毒反應。
原文鏈接：
https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=
10.1371/journal.ppat.1008457
