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北大蒋争凡研究组连续发文揭示抗病毒天然免疫稳态调控新机制

2017-03-16 16:25 北京大学 北京大学 阅读 0
核心摘要: 北京大学蒋争凡研究组在《Immunity》和《The Journal of Immunology》连续发表两篇论文,揭示炎性小体通过Caspase-1切割cGAS蛋白负调控I型干扰素通路的新机制,并阐明cGAS N端序列在DNA识别中的功能。该研究为理解天然免疫稳态维持及自身免疫疾病治疗提供了重要理论依据。

2017年3月14日,国际免疫学顶级期刊《Immunity》以长文形式在线发表了北京大学生命科学学院蒋争凡研究组在抗DNA病毒天然免疫领域的最新研究成果。该研究揭示了炎性小体通过Caspase-1切割cGAS蛋白,从而负调控I型干扰素通路的新机制,为理解天然免疫稳态维持提供了重要理论依据。

DNA病毒感染宿主后,会同时激活两条关键信号通路:I型干扰素通路和炎性小体通路。一方面,宿主细胞的DNA受体cGAS识别病毒DNA,催化合成第二信使cGAMP,进而通过STING介导的信号转导诱导抗病毒因子表达;另一方面,炎性小体激活Caspase-1,促进IL-1β和IL-18等促炎因子的成熟与分泌。然而,任何一条通路的过度激活都可能导致自身免疫疾病,如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等。因此,阐明两条通路间的调控机制至关重要。

蒋争凡研究组发现,炎性小体激活后,活化的Caspase-1能够招募并切割cGAS蛋白的第140和157位天冬氨酸,导致cGAS功能丧失,cGAMP合成减少,从而抑制cGAS-STING信号通路。此外,研究首次揭示cGAS蛋白N端序列在识别细胞质DNA并激活天然免疫中发挥重要生理功能,改变了人们对cGAS功能机制的理解。

另一项工作中,蒋争凡研究组与苏晓东研究组合作,系统比较了cGAS全长蛋白、N端160个氨基酸片段及缺失N端160个氨基酸的蛋白在结合DNA等方面的差异。研究发现,cGAS-N160利用大量正电荷非特异性结合双链DNA,并引起构象变化,使得全长蛋白具有更高的DNA结合亲和力。该成果于2月22日被《The Journal of Immunology》接收。

已有研究表明,I型干扰素能负调控炎性小体通路,临床上已用于治疗炎性小体过度激活导致的多发性硬化症和Behcet综合征。本研究揭示了天然免疫信号通路间的双重反馈调节机制,为自身免疫疾病的治疗提供了新思路。

2010级PTN博士生王宇涛和2013级生科院博士生宁小涵为《Immunity》论文共同第一作者,蒋争凡教授为通讯作者。苏晓东教授、上海巴斯德所孟广勋研究员参与研究。2012级生科院博士生陶建立、已毕业张晓薇博士和金坚石博士为《The Journal of Immunology》论文共同第一作者,蒋争凡教授和苏晓东教授为共同通讯作者。研究受国家自然科学基金委、科技部973计划、北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、生命科学联合中心和BIOPIC资助。

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