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hLife Commentary | IFITM蛋白家族:广谱抗病毒机制探索

姜紫莹等 hLife Journal
2024-09-07


论文亮点


病毒与宿主免疫系统之间的互动及相关抗病毒策略一直备受关注。干扰素诱导跨膜蛋白(interferon-induced transmembrane protein, IFITM)家族被广泛报道以不同方式影响病毒感染。本文结合最新发表在Nature Microbiology的研究,深入探讨了IFITM家族蛋白可能的广谱抗病毒作用及其应用潜力,并强调了发现更多宿主保护因素的重要性。


论文导读


近日,华南恶性肿瘤防治全国重点实验室、中山大学肿瘤防治中心的曾木圣、孙聪研究团队在hLife上发表题为“Discovering broader antiviral strategies: Role of interferon-induced transmembrane proteins in virus infection”的评述。该文从病毒感染与宿主免疫机制的角度点评了Yang Yinggui等发表在Nature Microbiology的文章 “Interferon-induced transmembrane protein-1 competitively blocks Ephrin receptor A2-mediated Epstein–Barr virus entry into epithelial cells”,结合以往的相关研究,总结了IFITM蛋白家族的广谱抗病毒机制,并展望其在抗病毒药物和疫苗研发方面的应用潜力。


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宿主抗病毒机制的研究历史悠久,体液免疫和细胞免疫则是其经典代表。包膜病毒进入宿主细胞是一个复杂的过程,涉及多种病毒糖蛋白和受体的相互作用,阻断该过程是预防感染的关键上皮细胞是EBV感染和复制的关键位点,而EphA2是上皮细胞表面介导EBV进入的关键受体之一,它与EBV糖蛋白gH/gL和gB结合,驱动EBV感染。然而,有报道显示,表达高水平EphA2的上皮细胞可能表现出较低的EBV感染易感性,这引发了对影响病毒感染过程的其他因素的讨论。


IFITM1是IFITM家族的成员,位于细胞表面。Yang等发现IFITM1是EBV感染上皮细胞的保护性因素。为探究其背后的分子机制,他们预测并验证了IFITM1与EphA2之间的相互作用,发现IFITM通过占据与gH/gL共享的EphA2配体结合域上的两个关键残基Tyr121和Leu104,与EBV gH/gL和gB竞争与EphA2结合(图1)。进一步研究表明,YTHDF3通过DEAD-box解旋酶5(DDX5)调控m6A修饰的IFITM1 mRNA降解,从而影响EBV感染。

图1 IFITM蛋白家族在抑制病毒感染中的作用


Yang等的研究扩展了我们对IFITM家族蛋白广谱抗病毒作用的理解。IFITM已被证明可以限制多种病毒的感染,包括包膜和非包膜病毒,如甲型H1N1流感病毒、西尼罗河病毒和登革热病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)、丙型肝炎病毒(HCV)和严重急性呼吸系统综合征相关冠状病毒,这表明IFITM的表达可能是宿主产生的一种防御多种病毒感染的通用策略


已提出的IFITM抗病毒机制包括病毒进入依赖性和非依赖性的作用(图1)。前者包括阻断病毒受体、下调病毒表面糖蛋白水平以及诱导晚期病毒内体/溶酶体降解,后者包括抑制病毒复制或病毒蛋白质合成。目前有越来越多的证据支持前者理论。在发表在Cell杂志上的一项研究中,Brass等首次假设IFITM蛋白可以在病毒进入的任何阶段起作用。既往研究表明,IFITM与病毒糖蛋白之间的相互作用可能影响病毒进入。例如,IFITM通过拮抗包膜糖蛋白env来限制HIV-1感染;IFITM抑制冠状病毒spike蛋白驱动的病毒进入。Yang等从新的角度阐明了IFITMs抑制病毒进入的机制,强调了IFITM1与病毒受体、糖蛋白之间的相互作用在抑制病毒侵袭方面的作用。同样,Narayana等报道了细胞表面IFITM1和HCV共受体CD81之间的相互作用限制了HCV进入肝细胞,这表明IFITM1和病毒受体之间的相互作用可能是抵抗病毒感染的广谱保护因子


总体而言,Yang等的研究揭示了一种直接抑制EBV进入上皮细胞的新型宿主保护因子,并为理解IFITM蛋白在病毒感染中的作用机制提供了新的见解。IFITM1中和病毒感染的方式似乎比特定抗原诱导的体液或T细胞反应更广泛,具有限制多种病毒进入细胞的潜力,表明它是设计通用抗病毒药物或疫苗的潜在靶点。然而,IFITMs在不同病毒感染不同类型细胞中的复杂机制,以及IFITMs与病毒中和抗体的免疫协同作用也值得研究。此外,是否还存在其他宿主因素影响病毒进入过程,也值得进一步深入探讨。



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作者简介



姜紫莹 博士生

第一作者 

机构中山大学肿瘤防治中心

研究方向疱疹病毒疫苗研发和感染机制研究





 孙聪 助理研究员

 通讯作者

机构中山大学肿瘤防治中心

研究方向疱疹病毒疫苗和药物研发以及病毒感染机制研究



 曾木圣 教授

 通讯作者

机构中山大学肿瘤防治中心

研究方向EB病毒感染机制及药物和疫苗研究


引用格式:

Jiang Z, Xie C, Wu P, et al.  Discovering broader antiviral strategies: Role of interferon-induced transmembrane proteins in virus infection. hLife.

https://doi.org/10.1016/j.hlife.2024.07.002



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1卷2期

2卷1期

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hLife聚焦健康科学领域的前沿进展,旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果,学科领域包括(但不限于)病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。

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