生物体每天都会遭受外界环境中多种病原的入侵，这就需要依靠体内存在的多种抗病毒反应来维持内环境的稳态。当外界病原入侵机体时，病原携带的外源dsRNA就会激活体内的抗病毒反应信号通路，包括MDA5，PKR以及OAS/RNase L通路。然而，机体自身也存在着大量与外源dsRNA相似的dsRNA结构，如果对自身RNA响应，就会导致免疫系统紊乱，造成严重的自身免疫疾病。因此，如何区分“自我”与“非我”是免疫系统面临的重要问题。ADAR1是一种普遍表达的RNA脱氨酶，主要有两种形式的变体——p110和p150，它能够催化从腺苷（A）到肌苷（I）的水解脱氨过程，该过程也被称为A-I编辑作用，这是RNA转录后修饰中最常见的一种修饰。经过A-I编辑修饰的内源性dsRNA结构发生改变，无法引起下游信号的激活，从而维持了免疫内环境的稳态。ADAR1的突变在小鼠中会导致胚胎致死，人类中ADAR1的突变引起RNA修饰水平降低，干扰素表达异常，自身抗体形成及AGS。AGS是一种影响大脑，免疫系统紊乱及皮肤的罕见遗传性疾病，目前尚无有效的治疗方法。

B淋巴细胞是人类免疫系统重要的组成部分。B细胞来源于共同淋巴祖细胞，早期在骨髓中发育，由造血干细胞开始经历多种有序的发育阶段及BCR的表达等重要事件，后迁移至外周淋巴器官进行进一步的发育和成熟。成熟的B细胞受到抗原刺激后，可以分化产生浆细胞分泌特异性抗体清除抗原。具有ADAR1突变的AGS病人体内自身抗体水平显著高于正常人，表明ADAR1抑制自身反应性B细胞的产生，在B细胞的发育分化中可能具有重要的生理功能。

为了探究ADAR1在B细胞发育分化中的作用，研究人员利用条件性基因敲除模型，在小鼠B细胞中特异性敲除ADAR1基因后，发现骨髓和脾脏中B细胞的数量明显减少，其中骨髓中B细胞的发育被阻滞在从早前B细胞向大前B细胞转变的阶段，说明ADAR1对早期B细胞发育至关重要。对其中的机制进行深入探索，研究人员发现ADAR1通过MDA5依赖性和非依赖性途径发挥其重要作用。MDA5依赖性机制通过促进早期B细胞存活来调节祖B细胞到大前B细胞的转变。同时，MDA5非依赖机制通过调控pre-BCR的表达来调节大前B细胞到小前B细胞的转变。此外，研究人员证明了PKR和OAS/RNase L通路对于ADAR1在早期B淋巴细胞发育中并未发挥明显作用。

为了探究ADAR1发挥作用的功能结构域，研究人员首先利用转基因小鼠对p150和p110两种变体进行了体内生理功能的验证，发现ADAR1的p150变体而非p110变体在早期B淋巴细胞发育过程中发挥了至关重要的作用。接下来，研究人员分别对p150的三个重要功能域进行了突变，获得了z-DNA/RNA结合功能域突变体，RNA编辑结构域突变体以及dsRNA结合功能域突变体。对这些突变体进行体内外功能实验，研究人员惊奇地发现p150发挥调控作用依赖于dsRNA结合活性，而不依赖于RNA编辑活性或者z-DNA/RNA结合活性。下一步，研究人员将对ADAR1结合的RNA底物以及ADAR1调控pre-BCR表达的分子机制进行深入研究。

综上所述，该研究利用遗传学手段揭示了ADAR1在调控小鼠B细胞发育中的作用及机制，丰富了ADAR1的分子功能研究，为进一步探索AGS疾病发生机制及药物开发提供了参考。

图：ADAR1通过MDA5依赖和非依赖的方式调控B细胞早期发育

南方科技大学生命科学学院欧西军博士长期从事B细胞发育分化的RNA调控机制研究，为本文通讯作者，新加坡免疫学研究所的徐胜利博士为本文共同通讯作者，南方科技大学生命科学学院博士生陈文静为本文第一作者。

该工作得到了南方科技大学生命科学学院、动物中心、分析测试中心、国家自然科学基金、广东省自然科学基金和深圳市自然科学基金的大力支持。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111687