第六篇！曹雪涛院士团队再发重要研究成果

导读：不受控制的病毒复制和过度炎症是感染病毒的宿主死亡的主要原因。因此，抑制细胞内病毒复制和先天细胞因子的产生是宿主对抗病毒感染的关键策略，需要微调以消除病毒，同时避免有害炎症。调节病毒复制和随后先天细胞因子产生的E3连接酶仍有待充分表征。

7月4日，浙江大学医学院免疫学研究所、中国医学科学院北京协和医学院、海军医科大学、南开大学曹雪涛院士在《Cell Death & Disease》上发表题为“E3 ligase HECTD3 promotes RNA virus replication and virus-induced inflammation via K33-linked polyubiquitination of PKR”的研究论文，结果表明，一旦发生药理学抑制或降解，HECTD3是同时抑制RNA病毒复制和病毒诱导的炎症的潜在治疗靶点。

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05923-9

研究背景

PKR 是一种由 551 个氨基酸组成的蛋白质，包含一个 C 端激酶结构域和两个 N 末端双链 RNA 结合基序 （dsRBM）。dsRNA分子通过dsRBM被PKR识别，并导致PKR二聚化和自磷酸化，代表其激活。除了通过EIF2α磷酸化抑制蛋白质翻译外，PKR的激活还通过NF-κB，P53和FADD/caspase8信号调节炎症，细胞增殖和细胞死亡，从而在体内平衡调节中发挥关键作用。然而，PKR的激活如何通过翻译后修饰特别是泛素化来调节尚不清楚，需要进一步阐明。

蛋白质的泛素（Ub）修饰在免疫反应的调节中起关键作用。E3连接酶介导底物蛋白的泛素化，导致这些蛋白的功能发生变化。据报道，几种E3在先天抗病毒反应中起着至关重要的作用，但它们在抗病毒信号传导中的重要性仍有待进一步研究。例如，据报道HECTD3催化TRAF3的K63连锁多泛素化，从而促进TRIF/STING介导的先天抗菌和抗致病DNA免疫反应。然而，目前尚不清楚HECTD3是否在抗致病性RNA反应中起作用，或者HECTD3是否介导K63连接的多泛素化和TRAF3以外的底物在先天免疫应答中的泛素化。

研究进展

我们发现VSV感染后小鼠腹膜巨噬细胞中HECTD3的mRNA和蛋白质水平下调。然后我们研究了其潜在的机制，发现HECTD3的蛋白质水平在放线菌素D（ActD，一种转录抑制剂）的存在下也有所降低，并且该过程不受VSV感染的影响。当MG132用于抑制蛋白酶体介导的蛋白质降解时，HECTD3的量逐渐增加，而该过程被VSV感染逆转。这些结果表明，VSV主要抑制HECTD3在转录水平上的表达，而不是蛋白酶体介导的降解。在功能上，我们发现Hectd3敲低（KD）抑制VSV感染诱导的IL-6和IFNβ的mRNA和蛋白质水平。

HECTD3缺乏会损害RNA病毒诱导的先天细胞因子产生并抑制病毒复制

为了进一步研究HECTD3在先天抗病毒免疫反应中的作用，我们建立了Hectd3敲除小鼠。研究表明，HECTD3在抗RNA病毒和抗DNA病毒复制反应中发挥了抑制或促进作用。通过测量感染早期细胞表面或细胞内的病毒载量，我们发现HECTD3不影响病毒粘附或进入巨噬细胞的数量。此外，我们验证了Hectd3−/− L929成纤维细胞中的抗RNA病毒作用，并且还发现敲低HECTD3抑制IL-6和IFNβ的产生，可以抑制一旦感染GFP-VSV的人单核巨噬细胞THP-1细胞中的病毒复制。因此，我们假设HECTD3选择性地促进RNA病毒复制和随后病毒诱导的炎症先天反应。

HECTD3缺乏会损害先天反应并限制病毒在体内的繁殖

我们进一步研究了HECTD3的体内效应。腹腔注射VSV后，我们发现Hectd3−/−小鼠的存活时间明显长于Hectd3小鼠，Hectd3+/+-/−小鼠血清IL-6和IFNβ水平以及肺和肝脏中的病毒滴度显著低于Hectd3小鼠。此外，我们观察到Hectd3 + / ++ - / - - 小鼠在肝脏中的CD45细胞浸润比Hectd3小鼠更少。这些数据表明，HECTD3缺乏保护小鼠免受RNA病毒复制和病毒诱导的炎症。

研究结论

宿主通过抑制病毒复制和产生炎性细胞因子、干扰素来消除RNA病毒感染，并且必须微调这两种宿主防御反应，以避免病毒传播和致命炎症。在这项研究中，我们提供了体外和体内证据，证明HECTD3在促进RNA病毒复制和病毒诱导的炎症中的关键作用。我们的研究结果表明，HECTD3缺乏可以加速病毒清除，同时抑制病毒诱导的炎症。此外，HECTD3抑制PKR的抗复制能力，但通过泛素化促进PKR对RNA病毒的促炎功能。这些结果表明，一旦发生药理学上抑制或降解，HECTD3将成为控制RNA病毒感染和病毒诱导的炎症损伤的潜在靶标。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05923-9