組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2調(diào)控干擾素介導(dǎo)的抗病毒效應(yīng)的分子機(jī)制研究.pdf

1、Ⅰ型干擾素(TypeⅠ Interferon，IFN-Ⅰ)是一類由機(jī)體產(chǎn)生的具有抗病毒功能的細(xì)胞因子，它通過激活細(xì)胞內(nèi)JAK-STAT信號通路誘導(dǎo)一系列干擾素誘導(dǎo)基因(IFN-stimulated gene，ISG)的表達(dá)，并通過這些基因直接發(fā)揮抑制病毒生命周期、激活免疫細(xì)胞對感染病毒的細(xì)胞進(jìn)行殺傷等作用，為機(jī)體建立起抗病毒感染的第一道防線。相反，干擾素信號調(diào)節(jié)的異常與感染性疾病和過度的炎癥反應(yīng)的發(fā)生密切相關(guān)。因此，機(jī)體內(nèi)的干擾素信號需

2、要受到嚴(yán)格且精確的調(diào)控以確保其在實現(xiàn)抗病毒作用的同時，避免因為信號異常產(chǎn)生細(xì)胞毒性，破壞機(jī)體穩(wěn)態(tài)。干擾素信號的調(diào)控是細(xì)胞內(nèi)多個水平的分子調(diào)控間相互協(xié)同作用的結(jié)果。近年來，表觀遺傳調(diào)控與非經(jīng)典的蛋白質(zhì)翻譯后修飾在該信號傳導(dǎo)過程中的作用被逐漸揭示，然而它們調(diào)控干擾素介導(dǎo)的抗病毒免疫應(yīng)答的分子機(jī)制目前尚不清楚。
　　為了研究干擾素抗病毒免疫應(yīng)答的表觀遺傳調(diào)控及其機(jī)制，本研究首先以穩(wěn)定表達(dá)HBV的人肝癌細(xì)胞株HepG2.2.15為模型，探

3、索調(diào)控IFN抗病毒效應(yīng)的表觀遺傳修飾酶。我們針對目前已經(jīng)報道的編碼所有表觀遺傳修飾的基因（共711個基因）進(jìn)行高通量的RNA干擾篩選，并通過初步篩選和二次驗證，發(fā)現(xiàn)組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2的干擾顯著減弱了IFNα抗HBV的效應(yīng)。即SETD2的干擾使 IFNα作用下HepG2.2.15細(xì)胞內(nèi)HBV拷貝數(shù)增加，HBsAg的分泌量增多。此外，在HBV急性感染的小鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn)，肝臟特異性敲除Setd2小鼠的血清中具有更高的HBsAg的分泌

4、、其肝臟組織有更多的HBcAg的表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在不攜帶病毒的肝細(xì)胞系中敲除或敲低SETD2顯著地減弱了IFNα誘導(dǎo)的STAT1磷酸化，并廣泛地降低了ISG表達(dá)和IFNα抑制病毒（如HBV、VSV）復(fù)制的效應(yīng)。隨后進(jìn)一步證明SETD2也能夠促進(jìn)Ⅱ型與Ⅲ型IFN的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。上述結(jié)果表明，SETD2能夠通過正向調(diào)控IFN信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)IFN的抗病毒效應(yīng)。
　　接著，我們對SETD2介導(dǎo)干擾素的抗病毒效應(yīng)的分子機(jī)制展開研究。通過體

5、內(nèi)和體外的蛋白互作分析發(fā)現(xiàn)，含有SET結(jié)構(gòu)域的SETD2截短體片段可以與STAT1發(fā)生直接的相互作用，并通過SET結(jié)構(gòu)域發(fā)揮其甲基轉(zhuǎn)移酶活性，催化STAT1的第525位賴氨酸發(fā)生單甲基化修飾(STAT1-K525me1)。同時，STAT1K525的單甲基化修飾促進(jìn)了IFNα誘導(dǎo)的STAT1磷酸化激活，進(jìn)而激活下游ISG的表達(dá)。此外，SETD2還可以選擇性的催化一些ISG（如ISG15等）遠(yuǎn)端啟動子區(qū)發(fā)生組蛋白H3K36me3的修飾從而直

6、接促進(jìn)這些基因轉(zhuǎn)錄活化，上調(diào)它們的表達(dá)。我們還通過RNA-seq鑒定到一個新的ISG——RARRES3，初步研究顯示該基因具有顯著的抗HBV復(fù)制的功能?？偟膩碚f，SETD2通過蛋白質(zhì)翻譯后修飾和表觀遺傳修飾這兩種重要的調(diào)節(jié)方式正向調(diào)控IFN下游的信號傳導(dǎo)，從而增強(qiáng)IFN介導(dǎo)的抗病毒效應(yīng)。
　　綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)了甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2正向調(diào)控IFN信號的新功能，鑒定出IFN信號關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子STAT1上一個能夠增加其磷酸化激活的新的