絲氨酸代謝通過(guò)抑制ATP6VOd2介導(dǎo)的YAP溶酶體降解拮抗抗病毒先天免疫

先天免疫是宿主抵御外界感染的第一道重要防線,抗病毒先天免疫如何受到宿主代謝活動(dòng)的影響是一個(gè)有待研究的有趣問(wèn)題。越來(lái)越多的證據(jù)表明膽固醇和葡萄糖代謝網(wǎng)絡(luò)可以共同調(diào)控抗病毒先天免疫的激活,但其他宿主代謝活動(dòng)(如氨基酸代謝等)是否以及如何參與抗病毒先天免疫在很大程度上尚待闡明。
由天津醫(yī)科大學(xué)領(lǐng)銜的科學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)此進(jìn)行了深入研究,首先檢測(cè)了病毒感染后巨噬細(xì)胞中絲氨酸、甘氨酸、一碳代謝相關(guān)基因的變化水平,結(jié)合代謝組學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)病毒感染能顯著抑制絲氨酸從頭合成相關(guān)基因表達(dá)及代謝物的產(chǎn)生。

絲氨酸作為一種非必需氨基酸既可以從微環(huán)境中吸收,也可以利用糖酵解產(chǎn)生的3-PG通過(guò)磷酸甘油酸脫氫酶(PHGDH)的催化經(jīng)一系列酶促反應(yīng)產(chǎn)生。基因水平敲低PHGDH或用抑制劑CBR-5884抑制PHGDH活性,以及限制外源性絲氨酸和甘氨酸的攝取,均可以增強(qiáng)IFN-介導(dǎo)的體內(nèi)外抗病毒先天免疫。
對(duì)絲氨酸代謝相關(guān)代謝物進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)只有外源性加入S-腺甲硫氨酸SAM)可以抑制由絲氨酸代謝缺乏引起的FN-B表達(dá)增加。SAM可由氨酸經(jīng)一碳代謝產(chǎn)生其作為甲基供體可以調(diào)控基因組蛋白的甲基化,進(jìn)而調(diào)節(jié)不同功能基因的表達(dá)。病毒感染或絲氨酸代謝缺乏通過(guò)抑制AM依賴的H3K27me3啟動(dòng)子位置的富集,增加了V-ATPase相關(guān)基因ATP6VOd2的表達(dá),ATP6Vd2參與調(diào)節(jié)多種生物學(xué)過(guò)程,包括蛋白降解、促進(jìn)甲型流感病毒融合及減少細(xì)菌感染等。
YAP可以通過(guò)抑制RF3活化進(jìn)而抑制抗病毒免疫,胞內(nèi)高水平的ATP6VOd2可以促進(jìn)YAP的溶酶體降解,減輕YAP介導(dǎo)的TBK1-IRF3軸的阻滯,從而提高IFN-B的產(chǎn)生,增強(qiáng)宿主的抗病毒先天免疫。

本研究揭示了絲氨酸代謝基因PHGDH和關(guān)鍵代謝產(chǎn)物絲氨酸在抗病毒先天免疫中的作用,并提示調(diào)控絲氨酸代謝可以作為潛在的抗病毒感染的治療策略。
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