“以前研究病毒的攻擊，關(guān)注細(xì)胞‘變多’了什么，這次我們反其道行之，從‘變少’入手研究?！?2月16日，中國工程院院士、南開大學(xué)校長曹雪濤告訴科技日報記者，研究團(tuán)隊另辟蹊徑，追蹤到了病毒逃逸的“新伎倆”，為抗病毒藥物的研發(fā)提供了新思路。

當(dāng)日，國際期刊《免疫》（Immunity）刊發(fā)曹雪濤院士團(tuán)隊最新研究成果《降低宿主lncRNA-GM的表達(dá)，病毒通過谷胱甘肽化抑制激酶活性實現(xiàn)逃逸》。

簡言之，這是一個病毒版的《勝利大逃亡》故事——

病毒入侵，觸響了天然免疫“警戒線”，免疫細(xì)胞開始招募“免疫系統(tǒng)”的干擾素對病毒實施封堵查殺。

病毒卻溜到“代謝系統(tǒng)”里，切斷宿主細(xì)胞“警報鏈”，讓天然免疫系統(tǒng)里的干擾素?zé)o法形成，無力出發(fā)“送信”激發(fā)免疫殺傷效應(yīng)。

那么，病毒在細(xì)胞里的“密謀”，我國科學(xué)家又是如何完成探知并驗證，而且獲得國際期刊的認(rèn)可呢？

病毒的掩蔽逃跑發(fā)生在哪里？

答：被病毒攻擊后的巨噬細(xì)胞中。

巨噬細(xì)胞是一種位于組織內(nèi)的白血球，它不僅對細(xì)胞殘片及病原體進(jìn)行吞噬，還能激活淋巴細(xì)胞或其他免疫細(xì)胞，令其對病原體作出反應(yīng)。

巨噬細(xì)胞扮演著一個“前哨”的角色，與侵入性病原對抗、傳遞情報都是它的工作。

“病毒感染機體，很少會進(jìn)入到T細(xì)胞等免疫細(xì)胞中，卻會進(jìn)入到包括巨噬細(xì)胞在內(nèi)的天然免疫細(xì)胞中，引發(fā)免疫應(yīng)答反應(yīng)?！辈苎忉專@個是團(tuán)隊持續(xù)關(guān)注和研究的領(lǐng)域。

此前，按照定勢思維，研究方向大多關(guān)注被病毒攻擊之后，細(xì)胞“亮家伙”的情況?！耙驗榧?xì)胞肯定在‘反抗’，會合成、釋放一些成分，它們變多了或者說濃度變高了，再做進(jìn)一步研究?！辈苎f，但往往從“敵人的角度思考問題”能獲得意想不到的信息。

此次團(tuán)隊逆向思維，尋找細(xì)胞內(nèi)哪些東西“偃旗息鼓”，變少了。這意味著病毒搞了小動作，最不希望遇到它。

研究團(tuán)隊通過測序檢測了多種病毒感染后巨噬細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)的長鏈非編碼RNA（一種細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物），對其中下調(diào)最顯著的10個進(jìn)行過表達(dá)功能篩選，鑒定到其中一個能夠顯著促進(jìn)干擾素的產(chǎn)生并抑制病毒復(fù)制，團(tuán)隊將其命名為lncRNA-GM。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，不僅水皰性口炎病毒等RNA病毒，而且單純皰疹病毒等DNA病毒、李斯特菌等也都能抑制lncRNA-GM的表達(dá)。

病毒為什么最先找lncRNA-GM下手？

lncRNA-GM是一種不編碼蛋白質(zhì)的RNA，也就是沒有具體的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，病毒為什么“懼怕”它呢？

答：所謂“山中無老虎，猴子稱大王”。lncRNA-GM的消失會給機體帶來意想不到的脆弱。

團(tuán)隊利用基因編輯技術(shù)敲除了這段基因，產(chǎn)生了lncRNA-GM缺陷的小鼠，發(fā)現(xiàn)這種小鼠在體重、生理、行為方面都很正常，但在受到病原體攻擊時一切變得不一樣了。

病毒感染18小時后，缺陷小鼠的病毒載量顯著升高，多個器官出現(xiàn)了更嚴(yán)重的病理情況，出現(xiàn)了大量炎癥細(xì)胞浸潤和更多肺組織損傷的現(xiàn)象。進(jìn)一步的檢測發(fā)現(xiàn)，缺陷小鼠血清中產(chǎn)生的干擾素（IFN-b、IFN-a等）非常少。

“這個小鼠給了人們一個直觀的感受，雖然一些RNA分子并不編碼蛋白質(zhì)、不影響生長發(fā)育，卻在免疫系統(tǒng)中起到舉足輕重的作用?！辈苎f，體內(nèi)試驗表明，非編碼RNA分子的缺失確實讓感染惡化。

從機理上來講，當(dāng)天然免疫細(xì)胞識別了病毒的核酸等產(chǎn)物時，能夠通過天然免疫受體和多種接頭蛋白激活下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子TBK1激酶，進(jìn)而誘導(dǎo)I型干擾素的表達(dá)。而這一條“情報鏈”因為某種與lncRNA-GM關(guān)聯(lián)的事件被“攔住了”。

一個不編碼蛋白的RNA究竟如何攔阻了“警報鏈”？

答：想知道一個不編碼蛋白的RNA做了什么，需要設(shè)計“探針”把它拉下來看看。

一個被稱為CHIRP的試驗，用特別設(shè)計的探針能夠把特定的RNA“釣出來”，并且可以同時把所有和它牽連的、相互作用的蛋白質(zhì)一起“釣”出來。

“我們釣到了很多分子，但TBK1這個分子一下子很‘亮眼’，因為它是天然免疫里面非常重要的一個激酶，它對干擾素的產(chǎn)生是至關(guān)重要的?！辈苎貞?，這個激酶的發(fā)現(xiàn)，有機地把“l(fā)ncRNA-GM”和“干擾素”銜接起來，給出了一塊病毒逃逸的路徑“拼圖”。

激酶TBK1給了解題的下一步線索。團(tuán)隊繼續(xù)分析了這個激酶蛋白的翻譯后修飾。

“對于已知的翻譯后修飾我們就不太感興趣了，我們發(fā)現(xiàn)了谷胱甘肽話是一種新的修飾，現(xiàn)在報道的比較少，我們對此進(jìn)行了研究。”曹雪濤說，同時開展的代謝組學(xué)的指標(biāo)分析，又給團(tuán)隊提供了另一塊病毒逃逸的路徑“拼圖”。

通過代謝組學(xué)指標(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞的谷氨酸代謝發(fā)生了很大的改變。團(tuán)隊利用谷胱甘肽化的類似物對巨噬細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)確實會增加病毒的復(fù)制。

據(jù)此，整個病毒逃逸的“地圖”拼接完畢。病毒感染下調(diào)lncRNA-GM的表達(dá)，會造成TBK1的S-谷胱甘肽化修飾水平的升高，從而抑制了抗病毒干擾素的產(chǎn)生，有助于病毒實現(xiàn)免疫逃逸。

研究結(jié)果為lncRNA調(diào)控抗病毒天然免疫應(yīng)答提出了一種新的作用機制，并提出了通過干預(yù)天然免疫細(xì)胞中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的S-谷胱甘肽化修飾可以調(diào)控抗病毒天然免疫功能。這為解釋病毒與機體天然免疫相互作用機制提出了新的見解，也為抗病毒藥物的研發(fā)提供了新的思路。

這些數(shù)據(jù)提供了谷胱甘肽如何促進(jìn)病毒存活和免疫逃逸的機制性見解。

可能是機體的一種免疫平衡機制，卻被病毒利用？

答：免疫過強和免疫不夠都會誘發(fā)疾病。最具代表性的系統(tǒng)性紅斑狼瘡由于免疫過強產(chǎn)生，因此，機體的免疫系統(tǒng)是一個互相牽制的平衡體系。

在該論文的討論部分，作者寫道：有資料顯示，系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者與健康人相比，單核細(xì)胞中谷胱甘肽化相關(guān)酶的表達(dá)會減少，這表明該類酶不足可能會增強TBK1激酶的信號和IFN-I干擾素的分泌過多，并導(dǎo)致系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的發(fā)病率和病理學(xué)改變。

另一方面谷胱甘肽化相關(guān)酶的高表達(dá)與對甲型流感和呼吸道合胞病毒感染的易感性增加相關(guān)，表明其可能在抗病毒免疫的負(fù)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。

“這些發(fā)現(xiàn)提示我們天然免疫細(xì)胞或許可以通過重編程的方式進(jìn)行不同方向的干預(yù)?！辈苎f，或?qū)㈤_啟免疫系統(tǒng)相關(guān)疾病的更多的干預(yù)方案。




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