UAF1-USP1去泛素化酶复合体稳定cGAS并促进抗病毒免疫反应

作     者：马晨凯 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵伟

授予年度：2023年

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100102[医学-免疫学] 10[医学] 

主      题：cGAS 去泛素化 抗病毒免疫 USP1 UAF1 

摘      要：环磷酸鸟苷—磷酸腺苷合酶(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase,cGAS)是启动天然免疫应答的关键模式识别受体。cGAS检测病毒DNA或基因组不稳定导致的细胞质DNA的出现,并合成第二信使环鸟苷酸—腺苷酸(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate,cGAMP),进而通过干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,STING)诱导Ⅰ型干扰素的表达。cGAS-STING信号通路在抗病毒免疫反应中起着重要作用。然而,细胞质中的自体DNA被识别后导致的cGAS的异常活化与自身炎症性疾病、衰老和恶性肿瘤等有关。因此,应严格控制cGAS的活化,以防御病毒感染并避免有害的免疫疾病。cGAS-STING信号通路的活化与cGAS的表达水平有关。多种翻译后修饰,如泛素化和SUMO化,通过控制cGAS蛋白的稳定性,以此微调其激活水平。自噬受体p62检测cGAS的K48位的多泛素化,以促进其自噬体降解。去泛素化酶USP14和USP29介导K48位的去泛素化以增强cGAS稳定性。分别由TRIM38和SENP2介导的cGAS的SUMO化和去SUMO化也可以控制cGAS稳定性。然而,控制cGAS稳定性的更深层机制,尤其是其在病毒感染期间的反馈调节,在很大程度上仍然未知。泛素特异性肽酶 1(ubiquitin specific peptidase 1,USP1)相关因子 1(USP1-associated factor 1,UAF1,也称为WDR48或p80)是三种去泛素化酶的伴侣蛋白,包括 USP1、USP12 和 USP46。UAF1 组成性地与 USP1、USP12 和 USP46结合,形成去泛素化酶复合体,从而增强其去泛素化酶活性。UAF1/USP1复合体在多种生物学过程中发挥调节作用,如DNA损伤反应和肿瘤发病机制。UAF1/USP1复合体去泛素化并稳定DNA结合抑制剂ID1,ID2,ID3。从而抑制成骨细胞分化并增强增殖。UAF1/USP12通过去泛素化作用稳定B细胞淋巴瘤/白血病10(BCL10),从而激活CD4+T细胞信号。此前,我们还发现了 UAF1/USP1去泛素化酶复合体可以稳定TBK1和NLRP3,并促进RLR和炎症小体的活化。ML323是UAF1/USP1去泛素化酶复合体的特异性抑制剂,能在体内减弱RLR驱动的IFN反应并改善NLRP3依赖性炎症。这些发现表明UAF1/USP1可能是药物设计的一个靶点。然而,UAF1/USP1去泛素化酶复合体是否具有其他靶点及其在cGAS激活中的潜在作用,仍需要研究。在本研究中,我们发现病毒感染能够诱导UAF1/USP1的表达。Uaf1缺陷和ML323处理都减弱了 cGAS介导的抗病毒免疫反应,并促进了病毒复制。机制上,UAF1和USP1都与cGAS相互作用,介导其K48位去泛素化,从而稳定其蛋白质表达。因此,我们的研究揭示了去泛素化酶复合体UAF1/USP1靶向cGAS抗病毒固有免疫反应的调节机制,并为治疗cGAS异常活化引起的疾病提供了潜在的靶点。