第六篇！曹雪涛院士团队再发重要研究成果

7月4日，浙江大学医学院免疫学研究所、中国医学科学院北京协和医学院、海军医科大学、南开大学曹雪涛院士在《Cell Death & Disease》上发表题为“E3 ligase HECTD3 promotes RNA virus replication and virus-induced inflammation via K33-linked polyubiquitination of PKR”的研究论文，结果表明，一旦发生药理学抑制或降解，HECTD3是同时抑制RNA病毒复制和病毒诱导的炎症的潜在治疗靶点。

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05923-9

研究背景

PKR 是一种由 551 个氨基酸组成的蛋白质，包含一个 C 端激酶结构域和两个 N 末端双链 RNA 结合基序 （dsRBM）。dsRNA分子通过dsRBM被PKR识别，并导致PKR二聚化和自磷酸化，代表其激活。除了通过EIF2α磷酸化抑制蛋白质翻译外，PKR的激活还通过NF-κB，P53和FADD/caspase8信号调节炎症，细胞增殖和细胞死亡，从而在体内平衡调节中发挥关键作用。然而，PKR的激活如何通过翻译后修饰特别是泛素化来调节尚不清楚，需要进一步阐明。

蛋白质的泛素（Ub）修饰在免疫反应的调节中起关键作用。E3连接酶介导底物蛋白的泛素化，导致这些蛋白的功能发生变化。据报道，几种E3在先天抗病毒反应中起着至关重要的作用，但它们在抗病毒信号传导中的重要性仍有待进一步研究。例如，据报道HECTD3催化TRAF3的K63连锁多泛素化，从而促进TRIF/STING介导的先天抗菌和抗致病DNA免疫反应。然而，目前尚不清楚HECTD3是否在抗致病性RNA反应中起作用，或者HECTD3是否介导K63连接的多泛素化和TRAF3以外的底物在先天免疫应答中的泛素化。

研究进展

我们发现VSV感染后小鼠腹膜巨噬细胞中HECTD3的mRNA和蛋白质水平下调。然后我们研究了其潜在的机制，发现HECTD3的蛋白质水平在放线菌素D（ActD，一种转录抑制剂）的存在下也有所降低，并且该过程不受VSV感染的影响。当MG132用于抑制蛋白酶体介导的蛋白质降解时，HECTD3的量逐渐增加，而该过程被VSV感染逆转。这些结果表明，VSV主要抑制HECTD3在转录水平上的表达，而不是蛋白酶体介导的降解。在功能上，我们发现Hectd3敲低（KD）抑制VSV感染诱导的IL-6和IFNβ的mRNA和蛋白质水平。

HECTD3缺乏会损害RNA病毒诱导的先天细胞因子产生并抑制病毒复制

为了进一步研究HECTD3在先天抗病毒免疫反应中的作用，我们建立了Hectd3敲除小鼠。研究表明，HECTD3在抗RNA病毒和抗DNA病毒复制反应中发挥了抑制或促进作用。通过测量感染早期细胞表面或细胞内的病毒载量，我们发现HECTD3不影响病毒粘附或进入巨噬细胞的数量。此外，我们验证了Hectd3−/− L929成纤维细胞中的抗RNA病毒作用，并且还发现敲低HECTD3抑制IL-6和IFNβ的产生，可以抑制一旦感染GFP-VSV的人单核巨噬细胞THP-1细胞中的病毒复制。因此，我们假设HECTD3选择性地促进RNA病毒复制和随后病毒诱导的炎症先天反应。

HECTD3缺乏会损害先天反应并限制病毒在体内的繁殖

我们进一步研究了HECTD3的体内效应。腹腔注射VSV后，我们发现Hectd3−/−小鼠的存活时间明显长于Hectd3小鼠，Hectd3+/+-/−小鼠血清IL-6和IFNβ水平以及肺和肝脏中的病毒滴度显著低于Hectd3小鼠。此外，我们观察到Hectd3 + / ++ - / - - 小鼠在肝脏中的CD45细胞浸润比Hectd3小鼠更少。这些数据表明，HECTD3缺乏保护小鼠免受RNA病毒复制和病毒诱导的炎症。

研究结论

宿主通过抑制病毒复制和产生炎性细胞因子、干扰素来消除RNA病毒感染，并且必须微调这两种宿主防御反应，以避免病毒传播和致命炎症。在这项研究中，我们提供了体外和体内证据，证明HECTD3在促进RNA病毒复制和病毒诱导的炎症中的关键作用。我们的研究结果表明，HECTD3缺乏可以加速病毒清除，同时抑制病毒诱导的炎症。此外，HECTD3抑制PKR的抗复制能力，但通过泛素化促进PKR对RNA病毒的促炎功能。这些结果表明，一旦发生药理学上抑制或降解，HECTD3将成为控制RNA病毒感染和病毒诱导的炎症损伤的潜在靶标。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05923-9

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。