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《细胞报告》:山东大学马春红团队揭示Tim-4在巨噬细胞胆固醇稳态调控及抗病毒天然免疫应答中的重要作用

已有 884 次阅读 2022-11-30 12:36 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

2022年11月30日,山东大学基础医学院马春红教授团队在国际学术期刊Cell Reports上在线发表了题为“Tim-4 reprograms cholesterol metabolism to suppress antiviral innate immunity by disturbing the Insig1-SCAP interaction in macrophages”的研究论文。


该研究揭示了免疫检查点分子Tim-4在巨噬细胞胆固醇稳态调控及抗病毒天然免疫应答中的重要作用,为病毒感染和胆固醇稳态相关疾病的干预提供了新靶点。

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天然免疫系统介导的抗病毒应答是机体抵抗病毒感染的第一道防线。天然免疫细胞内多种模式识别受体识别病毒核酸成分后,招募相应的接头蛋白,激活一系列信号转导通路,最终启动I型干扰素及干扰素诱导基因的表达,产生抗病毒效应。

病毒感染与宿主细胞内胆固醇代谢关系密切。病毒感染可打破宿主细胞内胆固醇的稳态以满足自身生命周期的需要,宿主同样激活防御途径与之对抗。越来越多的研究证实,抑制胆固醇合成通路可增强抗病毒天然免疫应答,干预宿主胆固醇代谢已成为极具前景的抗病毒治疗策略。

免疫检查点T细胞免疫球蛋白及黏蛋白-4 (T-cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein 4,Tim-4) 主要表达在抗原提呈细胞表面,是维持巨噬细胞稳态和功能的关键分子之一。作为磷脂酰丝氨酸受体,Tim-4不仅可以促进巨噬细胞对凋亡细胞的吞噬,还能够促进有包膜病毒的入侵过程。另外,Tim-4的单核苷酸多态性位点与血脂异常和冠心病相关,且Tim-4已被鉴定为脂肪组织中餐后胆固醇转运的关键分子。然而,Tim-4在巨噬细胞抗病毒天然免疫和胆固醇稳态调控中的具体作用尚不清楚。

为解开上述疑惑,研究人员首先使用了Tim-4敲基因小鼠进行体内、体外的抗病毒功能验证,发现Tim-4缺失增强了病毒诱导的I型干扰素通路活化,抑制病毒复制。在对野生型和Tim-4敲除小鼠腹腔巨噬细胞(Peritoneal macrophages, PEMs)进行基因集富集分析时发现,野生型PEMs显著富集胆固醇稳态相关基因。后续通过一系列实验,研究人员证实Tim-4缺失显著下调巨噬细胞内胆固醇含量,抑制固醇调节元件结合蛋白2 (Sterol regulatory element binding protein 2,SREBP2) 的活化。接下来,研究人员使用SREBPs活化抑制剂Fatostatin进行体内、体外病毒感染实验,结果发现抑制SREBP2活化后,Tim-4调控抗病毒应答及病毒复制的作用消失。

未成熟的SREBP2与SREBP裂解激活蛋白(SREBP cleavage-activating protein,SCAP)组成复合体。当细胞内胆固醇浓度较低时,SCAP-SREBP2复合物与抑制蛋白胰岛素诱导基因 (insulin-induced genes,Insigs) 解离,转位至高尔基体,经金属蛋白酶切割后产生活化形式的SREBP2入核发挥转录调节作用。研究人员发现Tim-4能够分别地与SCAP、Insig1相互作用,抑制SCAP-Insig1之间的结合,从而促进SCAP-SREBP2复合体从内质网到高尔基体的转位过程。

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综上,Tim-4通过抑制SCAP-Insig1的结合进而促进SREBP2的活化及胆固醇生物合成,从而负调控抗病毒天然免疫应答,促进病毒复制。本研究将Tim-4鉴定为巨噬细胞抗病毒天然免疫应答和胆固醇合成的调控因子,为病毒感染和胆固醇稳态相关疾病的干预提供了新靶点。

山东大学基础医学院博士研究生王樱淳为该论文的第一作者,基础医学院高立芬教授为该论文通讯作者,山东大学为该论文的第一作者单位和通讯作者单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目、山东省自然科学基金重大项目、国家重点研发计划等项目的资助。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111738




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