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家禽先天性免疫分子及信号通路的发现

日期:2018-01-29

I型干扰素在机体抗病毒天然免疫中发挥极其重要的作用,病毒感染后,宿主细胞可通过模式识别受体(PRR)识别病原相关分子模式(PAMP),进而通过信号传导启动一系列免疫级联反应,激活天然免疫应答,诱导I型干扰素的产生,发挥抗病毒作用。

研究发现家禽与哺乳动物的天然免疫系统存在较大差异,本成果首次鉴定出鸭Toll样受体的中枢信号分子MyD88,并发现其同时存在MyD88-X2突变体,确定了鸭MyD88及其突变体在IL-6的诱导中均发挥重要作用,成果发表于《Developmental and Comparative Immunology》;

同时,首次鉴定了番鸭的RIG-I基因,确定了番鸭RIG-I激活IFNβ的路径,并证明番鸭RIG-I在抗禽流感病毒H9N2中发挥了十分重要的作用,但RIG-I基因在鸡细胞中却天然缺失,成果发表于《Veterinary Immunology and Immunopathology》;

另外,本成果首次发现在鸡的第13号染色体上具有类似哺乳动物的干扰素刺激基因(STING基因),虽然其与哺乳动物STING基因的同源性很低,但鸡STING过表达却能够强烈地诱导IFNβ的产生,其不仅能抑制DNA病毒——鸡痘病毒的复制,也能抑制RNA病毒——禽流感病毒和新城疫病毒的增殖。通过基因过表达和激光共聚焦亚细胞定位,发现chSTING主要定位于内质网,部分定位于线粒体。同时,基于双报告基因检测和激光共聚焦亚细胞定位,发现鸡STING N端的TM区对其亚细胞定位及发挥IFNβ激活功能非常关键。STING介导信号转导功能的实现与其第63位赖氨酸(Lys)位点的泛素化修饰密切相关。为了揭示STING介导信号传导的通路,通过免疫共沉淀实验,发现重要接头分子——线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)可以明显增强STING和黑色素瘤分化相关基因5(MDA5)的相互作用,这种增强作用呈剂量依赖关系。综合一系列研究结果,确认在RIG-I基因天然缺失的鸡细胞中,MAD5可代偿RIG-I基因的功能,存在一条独特的与哺乳动物不同的新的天然免疫信号通路:MDA5-STING-IFNβ,该通路的发现不仅推翻了先前关于MDA5不能通过STING诱导干扰素产生的传统认识,而且对实践中如何调控鸡的先天性免疫发挥抗病毒作用提供了新的理论支持。成果发表于国际免疫学权威期刊《The Journal of Immunology》。

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