Nature揭示重要免疫识别机制

　　

生物通报道  我们的免疫传感系统可通过病毒核糖核酸的某些特定的特征来检测到诸如流感一类的病毒。但以往并不清楚免疫系统防止病毒穿上分子伪装来逃避检测的机制。

现在由波恩大学医院和伦敦研究所的研究人员组成的一个国际研究小组发现，我们的免疫传感系统在分子水平上对病毒发动了攻击。通过这种方式，健康的机体能够控制住轮状病毒。轮状病毒是腹泻流行的一个常见病因。他们将研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上。

每天我们的机体都面对着各种各样的病毒和其他的病原体。我们的免疫系统必须不断地判断，哪些是“外源”物质，哪些是自身身体的组成部分，确保机体自身的细胞不会遭到防御部队无心的攻击。

一些病毒会模拟机体自身的结构，因此向免疫系统提出了一个特殊的挑战。免疫系统像感觉器官那样发挥作用，以这种方式持续地检测危险物，启动适当的防御机制。这一免疫传感系统通过监测机体自身的RNA寻找具有典型病毒特征的RNA来搜索病毒。在RNA病毒中，RNA是病毒遗传信息的载体。为了繁殖，病毒必须扩增它们的RNA，这种扩增会导致形成一些分子模式，免疫传感系统可转而利用这些分子模式来检测到病毒。

人们认识到RIG-I样受体(RLRs)在RNA病毒检测中发挥至关重要的作用已有一段时间（延伸阅读：浙大曹雪涛院士Cell发表免疫学新成果）。这些受体充当了免疫系统的“火警警报器”：当来自病毒的RNA分子结合到这些受体上，就会启动一个信号链，导致生成一些可以最终对抗病毒的物质。

“在病毒RNA扩增过程中，在形成的RNA分子的一端不可避免地会出现一个三磷酸基团。几年前，我们第一次证实了正是这一三磷酸基团使得RIG-I能够检测到新形成的病毒RNA。以往，人们认为病毒可通过简单的分子欺骗策略来逃避这种检测，”波恩大学医院临床化学和临床药理学研究所主任Gunther Hartmann教授说。

RIG-I：向病毒发动分子攻击

与来自伦敦研究所免疫生物学实验室的科学家们一起，波恩大学医院的研究人员调查了呼肠孤病毒（reoviruses）的免疫识别机制。这一病毒科包括有轮状病毒，轮状病毒可引起严重腹泻，每年其导致了全世界100多万儿童死亡。由于它们的RNA不包含三磷酸基团，过去对于轮状病毒的免疫识别不是很清楚。现在研究人员发现，在轮状病毒RNA双链的末端一个带有二磷酸基团的RNA结构同样可以触动RIG-I，向免疫系统发出警报。

“这一研究发现对于检测除呼肠孤病毒之外的RNA病毒具有重要意义：在病毒的进化过程中从分子上改变三磷酸基团相对简单，”Schlee博士说。这一过程的第一步通常是分离三磷酸基团最外面的磷酸基团。这一步对于病毒完成对RNA的进一步修饰，穿上分子隐身衣至关重要。然而，由于高度特化RIG-I介导的对二磷酸基团的免疫识别，病毒极难生成任何形式的进一步的分子伪装。

因此，RIG-I从两方面攻击了病毒，显著地限制了它的进一步进化。“不对呼肠弧病毒展开调查，我们发现不了这一通用的病毒检测机制，”Hartmann教授说。由于呼肠弧病毒科的成员病毒RNA中也包含二磷酸基团，健康机体可以检测到这些病毒，在数日之内控制住这些疾病。而营养不良的儿童不能召集这些后备兵员，疾病可转为致命。

免疫系统：维持健康的感官系统

研究人员看到了解译病毒检测的一个重要的应用潜力：“我们当前已开发了一些人工合成的病毒RNA拷贝，以便能够以一种针对性的方式向我们的免疫系统发出警报，”Hartmann说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Antiviral immunity via RIG-I-mediated recognition of RNA bearing 5′-diphosphates

Mammalian cells possess mechanisms to detect and defend themselves from invading viruses. In the cytosol, the RIG-I-like receptors (RLRs), RIG-I (retinoic acid-inducible gene I; encoded by DDX58) and MDA5 (melanoma differentiation-associated gene 5; encoded by IFIH1) sense atypical RNAs associated with virus infection1, 2. Detection triggers a signalling cascade via the adaptor MAVS that culminates in the production of type I interferons (IFN-α and β; hereafter IFN), which are key antiviral cytokines. RIG-I and MDA5 are activated by distinct viral RNA structures and much evidence indicates that RIG-I responds to RNAs bearing a triphosphate (ppp) moiety in conjunction with a blunt-ended, base-paired region at the 5′-end (reviewed in refs 1, 2, 3)……