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有关天然免疫识别病原体核酸的一篇综述

2018-12-31 08:56阅读:
Tan, X., et al. (2018). 'Detection of Microbial Infections Through Innate Immune Sensing of Nucleic Acids.' Annu Rev Microbiol 72: 447-478.
这篇综述是2018年发的,总结了天然免疫系统是如何识别病体核酸的,我觉得总结得比较好,就花了两天时间翻译了一下。
摘要:先天性免疫系统通过胚系编码的模式识别受体(PRR,Pattern recognition receptor)来识别微生物的入侵。由于大多数微生物病毒在其生命周期中都含有DNA和/或RNA,因此对于核酸的识别是宿主先天性免疫防御的一个重要策略。病原体来源的核酸可以被特定的宿主PRR识别,这些PRR位于内体溶酶体(endolysosome)和细胞质中。PRR的活化能触发信号级联反应,造成IFN-I和促炎症细胞因子的积累,导致宿主细胞处于抗菌状态,激活适应性免疫,最终清除感染。这篇综述总结了最近几年内,在感染过程中先天性免疫对核酸的识别方面的进展,这些先天性免疫系统包括内体中的Toll样受体,核酸的RNA感受器,细胞质DNA感受器。作者还讨论了传染性微生物是如何对抗宿主核酸的识别以及如何逃避免疫监测的。
目录
前言
微生物感染时宿主对核酸的识别
RNA病毒
DNA病毒
逆转录病毒(Retroviruses)
细菌
内体核酸识别
配体识别与TLR活化
TLR的信号转导
TLR的转运与微生物核酸的识别
细胞质中微生物RNA的识别
RIG-I样受体识别细胞质中微生物的RNA
RIG-I样受体对配体识别的结构基础
泛素化促进RIG-I样受体的寡聚化
MAVS的聚集
MAVS的信号转导
细胞质DNA的识别
在产生I型干扰素方面STING的信号转导
环状GMP-AMP合成酶是一个细胞质DNA感受器
2.3-cGAMP激活STING的第二信使
STING的转运与信号转导
细胞质DNA的识别在抗菌自噬方面的作用
AIM2炎性小体通路
微生物逃避宿主核酸的识别
降解、隐藏、修饰微生物的核酸
对抗核酸感受器
对抗信号转导衔接蛋白和其它信号转导分子
结论和未来展望
前言
在不断变化环境中,动物已经进化出了广泛的生物系统来维持机体的稳态。环境或病毒的变化会导致细胞处于各种应激状态(cellular stresses),细胞中的应激感受器能识别这些应激状态,导致应激应答通路的激活。其中一个应激状态就是微生物病原体的入侵。微生物种类繁杂,数量众多,脊椎动物经常面临这些微生物的入侵,这些微生物的入侵并非每次都能得到很好的控制。先天性免疫系统是机体防御的第一道关卡,它们能识别微生物病原体,触发细胞内与细胞间的信号通路,对抗感染。


宿主的胚系编码的模式识别受体(PRRs)能识别微生物病原体上的独特的病原体相关分子模式(PAMPs, pathogen-associated molecular patterns)。感染过程中,病原体诱导的细胞损伤或应激也能被宿主检测到。早期的研究指出了细胞表面PRR在识别病原体方面的重要作用。但是,最近的研究集中在胞内菌的识别方面。在病原体PAMPs中,微生物的核酸识别已经成了先天性免疫系统识别方面研究的热点,因为所有的微生物病原体都依赖于它们的DNA和/或RNA进行复制。





现已发现了识别胞内病原体来源核酸的三种先天性免疫感受器:第一,位于内体(endosome)上的TLRs,这是一种跨膜蛋白,它能识别内体中各种微生物来源的DNA和RNA;第二种是细胞质内针对微生物的DNA感受器;第三种是细胞质中DNA感受器(参见表格1)。维甲酸诱导基因I(retinoic acid–inducible gene I,RIG-I)样感受器(RLRs)能识别细胞质中病原体来源的RNA病原体来源的RNA,而cGAMP(cyclic GMP-AMP)合成酶(cGAS)则能识别细胞质中的DNA。一些免疫细胞的AIM2(absent in melanoma 2)也能识别细胞质中的DNA。大多数识别核酸的TLRs主要表达在免疫细胞中,例如巨噬细胞,树突细胞,B细胞,相比之下,几乎所有的细胞都能表达各种水平的细胞质RNA与DNA感受器。


所有的核酸感受器都能直接结合并激活它们的下游信号衔接(adaptor)蛋白,但cGAS除外,cGAS则是会产生一个小分子第二信使cGAMP,cGAMP再结合并激活位于内质网上的衔接蛋白STING(STING也被称为MITA,ERIS与MPYS)。信号转导衔接蛋白的活化会通过IRF3或IRF7来激活NF-κB和/或I型干扰素的分泌,从而导致促炎症细胞因子的产生。AIM2激活细胞质中的炎性小体,炎性小体催化并产生炎症细胞因子,例如IL-1β,IL-18,并且会诱导焦亡(pyroptosis,这是一种炎性细胞死亡形式)。I型干扰素的通过旁分泌与自分泌的形式发挥作用,它结合并激活异IFN-α受体1的二聚体(IFNAR1与IFNAR2)。受体的结合导致相关信号转导通路的活化,这些通路会诱导干扰素刺激基因的转录(ISGs,interferon-stimulated genes),从而抑制病原体的复制和组装。此外,促炎性细胞因子与趋化因子还会通过招募中性粒细胞,激活巨噬细胞的方式来发挥它们的清除病原体的作用。I型干扰素,炎性细胞因子和其它免疫调节分子会进一步诱导并强化适应性免疫系统的活化,也能发挥清除病原体的作用。
在这篇综述里,作者讨论了内体与细胞质中的感受器是如何识别来源于微生物病原体的核酸的。作者主要讨论了核酸识别,信号转导,以及病原体逃避宿主先天性免疫识别通路的分子机制。
新浪博客不知道怎么回事,文章发不出来,只能发这么多,剩下的原文关注一下公众号(读研行笔记,PhDNotes),里面有全文翻译以及figure。


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