Immunity：抗真菌感染的天然免疫信号新发现

2015-10-23 佚名 生物谷

CARD9真菌感染免疫

  CARD9蛋白是天然免疫系统中C-type lectin 受体下游的结合蛋白，负责传递上游受体识别特定物质后产生的信号。C-type lectin 受体主要包括dectin-1，dectin-2等，它们主要识别真菌或细菌细胞壁的组分。C-type lectin 受体激活后会介导胞内的免疫信号，最终诱导NF-kB的激活与炎性因子的释放。   最初时CARD9蛋白被发

 
CARD9蛋白是天然免疫系统中C-type lectin 受体下游的结合蛋白，负责传递上游受体识别特定物质后产生的信号。C-type lectin 受体主要包括dectin-1，dectin-2等，它们主要识别真菌或细菌细胞壁的组分。C-type lectin 受体激活后会介导胞内的免疫信号，最终诱导NF-kB的激活与炎性因子的释放。
 
最初时CARD9蛋白被发现与自身免疫病[比如IBD（immune bowel disease），强直性脊柱炎等等] 有关，CARD9蛋白相关基因突变的患者中也观察到严重的真菌感染。后续的研究发现CARD9蛋白位于C-type lectin受体下游，以Dectin-1为例，当Dectin-1受到其配体b-glucans激活后，引发dectin-1的磷酸化，从而导致下游激酶syk的磷酸化与激活，syk能够进一步激活PKCδ，而激活后的PKCδ将CARD9蛋白231位的苏氨酸磷酸化。激活后的CARD9能够与另外两个蛋白：BCL10，MALT1结合形成三元复合体，从而激活NF-kB信号。
 
那么除此之外CARD9还有没有其它的作用呢？从氨基酸组成角度分析，我们知道CARD9蛋白N端有一个CARD结构域，而其C端氨基酸序列的定性与功能还不清楚。在最近的一项研究中，来自哈佛医学院的Ramnik J. Xav研究组发现了CARD9蛋白 C端在天然免疫调控过程中的作用，相关结果发表在最近一期的Immunity杂志上。
 
首先，作者们在人群中寻找并收集到了多种天然的CARD9蛋白突变类型，通过比较发现，这些天然的突变体大多集中在CARD9的C端。之前已知的一类CARD9突变（S12N）能够导致患者更加容易患IBD，而其C端缺失之后（△11），无论是否存在上述突变，患者对IBD的抵抗性均明显提高。这一结果说明CARD9蛋白的C端在天然免疫信号传导中具有重要的作用。
 
为了进一步研究C端的缺失是如何引发上述保护效应的，作者们将两类不同的CARD9突变（S12N，S12N△11）转入CARD9-/-的小鼠骨髓树突状细胞中。通过DECTIN等受体的特异性刺激，观察下游炎性因子的释放。结果显示：在S12N存在的情况下，特异性的刺激能够引发强烈的炎性因子的释放（TNF-a，IL-6），而当转入S12N△11后，刺激状态下TNF-a，IL-6的释放受到了明显的抑制。这一结果肯定了CARD9 C端对免疫信号传递的作用。另外，作者将C端缺失的CARD9突变体转入野生型的人源单核细胞系THP-1以及原代单核细胞中，结果显示，这一突变体能够竞争性地抑制内源CARD9的活性，从而抑制炎性因子的释放。
 
那么CARD9的C端到底扮演了什么样的角色呢？通过亲和层析与质谱技术，作者们鉴定出了特异性与CARD9 C端相互作用的蛋白TRIM62。这一发现得到了后续生化与显微成像技术的验证。接下来，作者研究了上述蛋白质的相互作用的生物学效应。由于TRIM62蛋白能够特异性的将靶蛋白进行泛素化修饰，作者对此进行了检测。结果发现：TRIM62可以催化CARD9蛋白K27位的泛素化修饰，而不能催化C端缺失突变的泛素化修饰。
 
之后，作者希望了解他们发现的泛素化修饰是否决定了CARD 9的生物学功能。通过构建CARD 127位的赖氨酸突变体（即将TRIM62介导的泛素化的关键位点进行突变），发现该突变体也不能被成功泛素化。同时也不能介导炎性因子的释放。
 
最终，作者比较了野生型小鼠与TRIM62-/-小鼠在白色念珠菌感染过程中的反应差异。结果显示，突变体小鼠对抗真菌的免疫反应受到了严重的破坏，真菌感染能力大幅增强。
 
综上，作者发现了CARD9蛋白在真菌感染中的特殊作用，并鉴定出了TRAM62的相关作用。

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作者：佚名



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