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.2017年4月14日;13(4):e1006326。
doi:10.1371/journal.ppat.1006326。 eCollection 2017年4月。

RIPK3与MAVS相互作用调节I型干扰素介导的甲型流感病毒感染免疫

附属公司

RIPK3与MAVS相互作用调节I型干扰素介导的甲型流感病毒感染免疫

杰弗里·唐尼等。 公共科学图书馆-病理学. .

摘要

I型干扰素途径在宿主防御和耐受病毒感染方面起着关键作用,因此需要完善的调控机制。RIPK3介导的细胞坏死与抗病毒免疫有关。然而,RIPK3在甲型流感病毒(IAV)免疫中的确切作用尚不清楚。与其他人一样,我们在本文中表明,Ripk3-/-小鼠对IAV感染高度敏感,表现出肺病毒载量升高,发病率和死亡率升高。出乎意料的是,这种敏感性与RIKP3缺陷巨噬细胞(Mφ)无法在感染小鼠的肺部产生I型干扰素有关。在体外感染IAV的Mφ中,我们发现RIPK3通过与MAVS的相互作用和限制RIPK1与MAV的相互作用,在转录和转录后通过激活蛋白激酶R(PKR)-干扰素βmRNA稳定性的关键调节器,调节I型干扰素。总之,我们的研究结果表明,RIPK3在调节Mφ介导的I型干扰素抗病毒免疫中具有新的作用,而不依赖于其在坏死中的常规作用。

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数字

图1
图1。RIPK3限制早期病毒复制,防止IAV感染期间过度炎症、发病率和死亡率。
(A-J)重量和裂土3-/-用亚致死剂量(50 pfu)的IAV感染小鼠,以初始体重的百分比(a)评估发病率,并评估存活率(B)。在感染后的不同时间,通过支气管肺泡灌洗(BAL)(D)或肺实质(E)中的B16蓝色报告细胞测量肺病毒载量(C)和总活性I型干扰素(α和β)。(F-G)感染后3天,WT和裂土3-/-收集小鼠,对细胞进行IAV NP蛋白的细胞内染色。(F) NP百分比+肺中的非白细胞和白细胞。(G) Mφ(CD45.2)中NP蛋白水平的代表性直方图(左面板)+80层/四层+CD19编号-细胞)和NP频率+Mφ(右侧面板)。(H) 肺泡Mφ(AM)、间质Mφ(IM)、树突状细胞(DC)、中性粒细胞(Neutro)、Gr1的数量+炎症单核细胞(炎症单核细胞)和Gr1-感染后第3天BAL中存在常驻单核细胞(Res-Mono)。(一) IAV感染前和感染后6天准备的H&E染色肺切片的显微照片。低功率时,野生型和裂土3-/-(第0天)。在高功率下,炎症浸润由肺泡间隙(实线箭头)和细支气管内腔(虚线箭头)内的淋巴细胞、组织细胞和中性粒细胞组成,如感染后6天所示。比例尺代表1mm(低倍率)和50μm(高倍率)。使用flexivent,在感染后第6天乙酰甲胆碱激发后测量未感染或IAV感染小鼠的总呼吸阻力(J)。数据表示为平均值±SEM。如图所示,基因型之间的*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,***p<0.0001,在J中,†表示同一基因型的基线参数读数存在显著差异。除A和B(如图所示)外,n=4-8只动物/组/时间点。
图2
图2。RIPK3缺陷BMD-Mφ在抗病毒免疫中受损,与坏死途径无关。
(A-F,I-J)来自WT的BMD-Mφ和裂土3-/-在MOI 1产生小鼠并感染IAV。在上清液中评估总活性I型干扰素(α和β)(A)和干扰素-β(B)。(C) 通过qPCR测定病毒NS1 mRNA的相对水平。(D) 来自WT的BMD-Mφ和裂土3-/-用IAV感染小鼠,并通过流式细胞术分析病毒蛋白NP的水平。斑马图(左侧面板)代表24小时的时间点,闸门附近的数字表示NP的百分比+Mφ如右图所示。经或未经选择性RIPK3抑制剂GSK'843(10μM)治疗并感染IAV的WT小鼠的细胞培养上清液(E)中的总活性I型干扰素水平和BMD-Mφ中的病毒载量(F)。(G-H)经或未经选择性RIPK3抑制剂GSK'843(10μM)处理的人单核细胞衍生Mφ感染IAV H3N2。感染24小时后,在培养上清中评估活性I型干扰素(G)和病毒载量(H)的水平。(一) 来自WT的BMD-Mφ和裂土3-/-产生小鼠并用zVAD-FMK(zVAD,25μM)和坏死抑制素-1(Nec-1,10μM)的各种组合治疗1h,然后感染IAV。IAV感染24h后,采用乳酸脱氢酶(LDH)检测法评估坏死情况。(J) 在IAV感染后的不同时间点,在BMD-Mφ细胞培养上清中测量LDH。数据代表了三个重复井的平均值±SEM,并且代表了至少3个实验*p<0.05,**p<0.001,**p<0.001,***p<0.0001
图3
图3。RIPK3在IAV感染的BMD-Mφ中与MAVS相互作用,调节TBK1/IRF3依赖的I型IFN途径。
BMD-Mφ感染IAV的MOI为5(A-H)或1(I)。(A) Western blot分析IAV感染后不同时间WT BMD-Mφ中RIPK3的表达。定量RIPK3与β-肌动蛋白比值的密度分析如右图所示。(B) 感染或未感染IAV的WT BMD-Mφ中RIPK3(绿色)和线粒体(红色)共同定位的免疫荧光分析。黄色区域是RIPK3和线粒体共定位的区域。细胞核用Hoechst(蓝色)染色。比例尺代表10μm。(C) 在IAV感染后0、2和4小时收集BMD-Mφ裂解物。分离细胞和线粒体组分,并通过免疫印迹分析RIPK3和MAVS。肌动蛋白和线粒体蛋白CYPD用作负荷控制,以确保组分的纯度。在IAV感染后0、2和4小时收集(D-E)BMD-Mφ裂解物,并用抗RIPK3(D)或抗RIPK1(E)进行免疫沉淀。然后通过免疫印迹法对样本进行MAVS或RIPK1分析。(E,右侧面板)显示了定量MAVS和RIPK1之间相互作用的密度分析,左侧面板中的代表性斑点(n=3)。(F) 免疫荧光分析RIPK1(绿色)和线粒体(红色)在WT和裂土3-/-IAV感染后2小时BMD-Mφ。细胞核用Hoechst(蓝色)染色。比例尺代表10μm。(G) WT和裂土3-/-BMD-Mφ感染后不同时间是否感染IAV。右侧面板显示了定量磷酸化IRF3与总IRF3比率的密度分析(n=3)。(H-I)重量和裂土3-/-BMD-Mφ用/不用坏死抑制素-1(Nec-1,10μM)预处理1h,然后感染或不感染IAV。用western blot检测TBK1磷酸化的代表性印迹,如B。(I)提取总RNA,用qPCR检测IFN-βmRNA的表达。数据表示为代表至少三个独立实验的平均值±SEM*p<0.05,**p<0.001,***p<0.0001。
图4
图4。RIPK3通过激活PKR调节IFN-βmRNA的完整性。
从IAV感染的BMD-Mφ(MOI 1)(A)或BAL(50 pfu)(B)细胞中提取总RNA,用qPCR检测IFN-βmRNA的表达。(C) 在WT和裂土3-/-IAV感染后不同时间点的BMD-Mφ。细胞核用Hoechst(蓝色)染色。比例尺代表10μm。(D) 用免疫印迹法分析全细胞裂解物中磷酸化和总形式的PKR和eIF2α。β-肌动蛋白作为负荷对照。图中显示了一个具有代表性的螺栓(左侧面板)。定量磷酸化PKR与总PKR之比的密度测定分析(n=4,右图)。(E) 从感染的(50pfu)WT或RIPK3缺陷小鼠的BAL中收获细胞,并通过蛋白质印迹测定磷酸化和总PKR的水平(上图)。用于量化磷酸化PKR相对于总PKR比率的密度分析如底部面板所示。(F) WT和WT之间IFN-βmRNA表达的差异裂土3-/-BMD-Mφ感染IAV。使用随机六聚体(蓝色条)或寡核苷酸(dT)引物(白色条)生成cDNA后,通过qPCR分析基因表达。(G) 共聚焦图像显示IAV感染的BMD-Mφ中产生IFN-β。用干扰素-β(红色)特异性兔多克隆抗体和核染料Hoechst(蓝色)对细胞进行染色。(H) 每个随机字段中IFN-β阳性细胞的百分比。比例尺代表50μm。(一) BMD-Mφ(1x106单元格)来自WT和裂土3-/-小鼠被过继性转移到幼鼠体内抹布1-/-小鼠在转移后2h感染500 PFU的IAV。(J) 在IAV感染3天后评估病毒载量(n=8,汇编了2个实验)。(K) 野生型和裂土3-/-用50 pfu的IAV感染小鼠。2天后,小鼠经鼻给予PBS或2000U干扰素-β。在感染后第3天,通过标准菌斑试验测定病毒载量(n=7-8只小鼠/组,由2个实验汇编而成)*p<0.05**p<0.01,****p<0.0001,ns=不显著。
图5
图5。RIPK3增强对甲型流感病毒的天然抗病毒免疫。
IAV的肺部感染触发骨髓中单核细胞的募集,并分化为巨噬细胞。IAV遇到并感染这些巨噬细胞,其中病毒RNA激活RIG-I/MAVS通路,导致关键抗病毒细胞因子IFN-β的产生。IAV诱导的RIPK3在线粒体与MAVS相互作用,可能代表了一种减少IFN-β生成的免疫逃避策略。在没有RIPK3的情况下,RIPK1/MAVS相互作用增加,增强下游信号传导,导致TBK1/IRF3活化和IFN-βmRNA水平升高。然而,这种机制被RIPK3介导的PKR激活所抵消。PKR通过poly(A)尾部稳定IFN-βmRNA,从而增加IFN-β蛋白的生成,最终保护宿主。

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引用人

工具书类

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赠款和资金

这项工作得到了加拿大卫生研究院(CIHR)基金会对医学博士(MD)的资助(FDN-143273)。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。