組蛋白甲基轉移酶SETD2調控干擾素介導的抗病毒效應的分子機制研究.pdf

1、Ⅰ型干擾素(TypeⅠ Interferon，IFN-Ⅰ)是一類由機體產生的具有抗病毒功能的細胞因子，它通過激活細胞內JAK-STAT信號通路誘導一系列干擾素誘導基因(IFN-stimulated gene，ISG)的表達，并通過這些基因直接發(fā)揮抑制病毒生命周期、激活免疫細胞對感染病毒的細胞進行殺傷等作用，為機體建立起抗病毒感染的第一道防線。相反，干擾素信號調節(jié)的異常與感染性疾病和過度的炎癥反應的發(fā)生密切相關。因此，機體內的干擾素信號需

2、要受到嚴格且精確的調控以確保其在實現抗病毒作用的同時，避免因為信號異常產生細胞毒性，破壞機體穩(wěn)態(tài)。干擾素信號的調控是細胞內多個水平的分子調控間相互協(xié)同作用的結果。近年來，表觀遺傳調控與非經典的蛋白質翻譯后修飾在該信號傳導過程中的作用被逐漸揭示，然而它們調控干擾素介導的抗病毒免疫應答的分子機制目前尚不清楚。
　　為了研究干擾素抗病毒免疫應答的表觀遺傳調控及其機制，本研究首先以穩(wěn)定表達HBV的人肝癌細胞株HepG2.2.15為模型，探

3、索調控IFN抗病毒效應的表觀遺傳修飾酶。我們針對目前已經報道的編碼所有表觀遺傳修飾的基因（共711個基因）進行高通量的RNA干擾篩選，并通過初步篩選和二次驗證，發(fā)現組蛋白甲基轉移酶SETD2的干擾顯著減弱了IFNα抗HBV的效應。即SETD2的干擾使 IFNα作用下HepG2.2.15細胞內HBV拷貝數增加，HBsAg的分泌量增多。此外，在HBV急性感染的小鼠模型實驗中發(fā)現，肝臟特異性敲除Setd2小鼠的血清中具有更高的HBsAg的分泌

4、、其肝臟組織有更多的HBcAg的表達。進一步研究發(fā)現，在不攜帶病毒的肝細胞系中敲除或敲低SETD2顯著地減弱了IFNα誘導的STAT1磷酸化，并廣泛地降低了ISG表達和IFNα抑制病毒（如HBV、VSV）復制的效應。隨后進一步證明SETD2也能夠促進Ⅱ型與Ⅲ型IFN的信號轉導。上述結果表明，SETD2能夠通過正向調控IFN信號轉導，促進IFN的抗病毒效應。
　　接著，我們對SETD2介導干擾素的抗病毒效應的分子機制展開研究。通過體

5、內和體外的蛋白互作分析發(fā)現，含有SET結構域的SETD2截短體片段可以與STAT1發(fā)生直接的相互作用，并通過SET結構域發(fā)揮其甲基轉移酶活性，催化STAT1的第525位賴氨酸發(fā)生單甲基化修飾(STAT1-K525me1)。同時，STAT1K525的單甲基化修飾促進了IFNα誘導的STAT1磷酸化激活，進而激活下游ISG的表達。此外，SETD2還可以選擇性的催化一些ISG（如ISG15等）遠端啟動子區(qū)發(fā)生組蛋白H3K36me3的修飾從而直

6、接促進這些基因轉錄活化，上調它們的表達。我們還通過RNA-seq鑒定到一個新的ISG——RARRES3，初步研究顯示該基因具有顯著的抗HBV復制的功能。總的來說，SETD2通過蛋白質翻譯后修飾和表觀遺傳修飾這兩種重要的調節(jié)方式正向調控IFN下游的信號傳導，從而增強IFN介導的抗病毒效應。
　　綜上所述，本研究發(fā)現了甲基轉移酶SETD2正向調控IFN信號的新功能，鑒定出IFN信號關鍵轉錄因子STAT1上一個能夠增加其磷酸化激活的新的