Rb蛋白对细菌及病毒通过TLR及RIG-I受体触发的先天免疫应答的调控及机制研究

Innate immune cells recognize pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) conserved in bacterial or virus by Toll-like receptors (TLRs) and RNA helicase domain-containing proteins retinoic acid-inducible gene I (RIG-I) to trigger innate immune responses. Various signal pathways are known to be involved in the tight positive or negative regulation of TLR and RIG-I signaling to maintain the immunological balance. Little attention was paid to the function of cell cycle regulation protein Rb (retinoblastoma protein) in immune system. Whether Rb protein can regulate TLR and RIG-I-triggered immune response remains unknown. Our results showed that RNAi knockdown of Rb significantly promoted ligand of TLR- (LPS or poly(I:C))or RIG-I- (VSV virus) induced production of type I IFN and TNF-α in macrophages. Overexpression of Rb significantly suppressed TRIF- or RIG-I-activated expression of IFN-β reporter gene and TRAF6-activated expression of NF-κB reporter gene. These results indicated that Rb is involved in the negative regulation of TLR- and RIG-I signaling. The primary aim of this study is to investigate the regulation of TLR- and RIG-I-triggered innate immune response by Rb in macrophages as well as the underlying mechanisms, explore the new function of Rb in innate immune response, enrich the regulation network of innate immunity and shed new light on the treatment of infectious diseases.

模式识别受体TLR和RIG-I通过特异性识别细菌或病毒的特定分子结构来触发天然免疫应答。TLR和RIG-I信号受到很多蛋白的正相或负相调控，使免疫系统维持适度活化水平。细胞周期调控蛋白Rb在免疫系统中的功能受到的关注非常少。Rb蛋白是否参与TLR及RIG-I触发的天然免疫应答的调控尚不清楚。我们初步研究发现用siRNA干扰Rb表达后可促进巨噬细胞中TLR配体LPS、poly(I:C)以及RIG-I配体VSV病毒诱导的I型干扰素和TNF-α的产生；过表达Rb可以抑制TRIF或RIG-I活化的IFN-β报告基因活性以及TRAF6活化的NF-κB报告基因活性，提示Rb参与TLRs及RIG-I信号转导的负向调控。本项目旨在揭示Rb对TLR及RIG-I触发的针对细菌或病毒的天然免疫应答的调控及其机制，发现Rb蛋白在先天免疫应答中的新功能，丰富感染免疫的内源性调控机制，为感染性疾病的治疗提供潜在方向。

I型干扰素作为天然免疫应答中重要的细胞因子，在抗病原体感染过程中发挥重要作用，而其产生的表观调节机制尚不清楚。除了其经典的抑制肿瘤细胞生长的经典作用，肿瘤抑制因子在免疫反应中的作用日益为人们所认识，如病毒感染会影响肿瘤抑制因子的功能，从而产生持续的过度炎症反应导致肿瘤的发生。然而肿瘤抑制因子是否在天然免疫中发挥作用还亟待深入研究。本项目研究发现Rb在免疫器官和细胞中广泛表达并且具有较高的水平。在腹腔巨噬细胞中，TLR配体及病毒触发天然免疫信号活化后，Rb的表达水平上调。髓系特异性敲除Rb（Rb1fl/flLyz2cre+）小鼠的腹腔巨噬细胞中TLR配体、RNA或DNA病毒诱导的IFN-β产生显著增加，而早期IFN-α，TNF-α，IL-6的产生没有明显变化。在致死剂量病毒感染时，Rb1fl/flLyz2cre+小鼠与对照组相比生存率明显增高。c-Jun是IFN-β enhancesome的组分之一，Rb通过与其相互作用选择性结合到Ifnb1的启动子区，而不与Ifna4、Tnf和Il6的启动子区结合。Rb进一步招募HDAC1和HDAC8使Ifnb1启动子区的H3和H4去乙酰化，从而选择性抑制Ifnb1的转录活化。综上所述，我们发现了Rb通过促进Ifnb1启动区组蛋白去乙酰化而选择性抑制病原体触发的IFN-β的产生，揭示了经典肿瘤抑制因子Rb在天然免疫中新的非经典功能，提出了一个新的IFN-β产生的选择性和负反馈的表观调节机制，为抵抗病毒免疫逃逸的治疗手段提供了新的线索。我们的研究进一步提示Rb在炎症性疾病或自身免疫病中可能发挥重要的作用。本项目已发表标注该基金资助的SCI论文4篇，分别为Journal of Autoimmunity (2016;73:42-53, 共同第一作者, SCI影响因子7.76)、Proc Natl Acad Sci USA（2013;110:11097-102, 第一作者，SCI影响因子9.423)、Journal of Immunology (2015;195:3849-3857, 通讯作者, SCI影响因子4.985)和National Science Review (2015;2:262-264, 通讯作者, SCI影响因子8.0, 综述)。项目负责人作为主要参与人员获得学术奖励3项。