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Science:不依赖天然免疫,细胞也能抗病毒?曹雪涛团队发文首证细胞还存在别的“攻防系统”

08-28 生物探索 天然免疫 细胞 抗病毒 宿主 我要评论
一直以来,学界认为宿主与病毒的battle都是通过免疫系统出征的。然而事实却并非总是如此,emmm,是的,教科书可能又双叒叕要改写了。8月23日,中国工程院院士、南开大学校长曹雪涛团队发表在《Science》杂志上的新研究表明,宿主细胞抵御病毒感染存在别的“攻防系统”。
这一新发现提出宿主通过调控自身RNA修饰与重塑细胞代谢状态而协同抵御病毒感染,丰富了人类对病毒-宿主互作过程及分子机制的理解,也为控制病毒感染提供了潜在的靶点。
微观“冰与火之歌”
细胞代谢涉及各种生物学过程,包括病毒-宿主互作在内。宿主细胞一旦识别或感知到入侵的病毒后,就会主动启动重组代谢系统,要么当个“硬汉扛把子”抑制病毒复制以达到“驱除鞑虏”——病毒的目的,要么当个“狗腿子”为病毒“捧臭脚”,提供病毒存活的必要组分。在这个过程中,有多个“监管机构”参与这些变化,细细感受下来,神似《冰与火之歌》的情节演绎。
当然,正常情况下,宿主细胞都是以“硬汉扛把子”形象出现的,就算不小心扮演了“狗腿子”的角色也是被狡猾的病毒所迷惑。宿主细胞也不是“善茬”,其抵御病毒感染的方式繁多,毕竟兵家三十六计,其中一计就是用天然免疫功能促成干扰素产生来有效抵御病毒感染(这种方式也是目前研究得最为透彻的作用方式之一)。
不过,兵家三十六计里面有一条是“美人计”啊,宿主细胞以前都是“硬汉”,用天然免疫系统“硬刚”,那它能不能当个“美女”使用个“美人计”靠别的防御机制,不费自家一兵一卒消灭病毒呢(有点像龙妈被哥哥卖给马王借兵啊)?

《Game of Thrones》剧照壁纸
“美人计”可以的
在国家自然科学基金委基础科学中心项目、中国医学科学院医学与健康科技创新工程资助下,曹雪涛与中国医学科学院基础医学研究所免疫学系博士生刘洋等证明宿主细胞“可硬可软,可盐可甜”。
宿主细胞把自己“好好打扮”了一番——表观修饰调控基因表达和代谢状态,认真又专业讲是研究团队通过一系列的体外功能筛选与体内实验,发现RNA m6A去甲基化酶ALKBH5具有广泛地促进不同类型病毒复制的作用,进一步通过RNA-seq、m6A-seq、iCLIP-seq、代谢组学分析及抗病毒功能筛选,鉴定出了ALKBH5主要通过调控宿主细胞的代谢状态发挥其作用。
也就是说,在病毒感染的情况下,宿主细胞通过抑制ALKBH5酶活性来增强其靶分子代谢酶mRNA上的m6A修饰并促进其降解,从而改变细胞代谢状态和降低代谢物衣康酸的产生,最终达到抑制病毒复制的目的。在动物实验中,随着体内α-酮戊二酸脱氢酶(OGDH)和衣康酸产生减少,ALKBH5缺陷小鼠表现出一种独立于天然免疫反应的独立抵抗病毒感染的抵抗力。
教科书又要改写了
该项研究是第一次证明细胞还能这么“妩媚动人”,不依赖天然免疫系统抵御外敌病毒感染,努力“打扮”提高自己,抵御病毒。同时,它还有助于人们深入了解病毒—宿主互作过程及其分子机理,为病毒感染性疾病的干预与治疗提供潜在药物靶点。果然生存还是要“拒绝消极等待,更多出手才有更多可能”啊!当然,教科书可能又双叒叕要改写了。
原始出处:Yang Liu1,2, Yuling You1, Zhike Lu3, et al. N6-methyladenosine RNA modification–mediated cellular metabolism rewiring inhibits viral replication. Science  22 Aug 2019

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