E2 泛素结合酶UBE2S 抑制Ⅰ型干扰素产生的分子机制

天然免疫反应是宿主通过识别“自我”与“非我”，抵抗病原微生物入侵的第一道防线。病毒感染引发宿主细胞模式识别受体（PRRs）识别病原相关分子模式（PAMPs）并激发一系列的级联反应，最终促进了干扰素（IFN）和促炎性细胞因子的表达。病毒感染宿主后，病毒核酸结合PRR 使其构象发生改变并与接头蛋白发生相互作用，进而促进包括核因子（IκB）抑制蛋白激酶（IKK）家族和TANK 结合激酶1（TBK1）在内的复合物的形成和激活。活化的TBK1 与IKKε 协同磷酸化IRF3，从而使其二聚化并易位至细胞核。核内的IRF3 与IFN 启动子结合，启动IFN 的表达。蛋白质泛素化是蛋白质翻译后的重要修饰形式，泛素化系统包括E1 泛素激活酶、E2泛素结合酶和E3 泛素连接酶。泛素化修饰在天然免疫信号通路中起着至关重要的作用。泛素化酶和去泛素化酶协同作用准确地调节动态可逆的泛素化过程，参与天然免疫反应调控。

近期发表在《Cell Reports》上的一篇文章表明E2泛素结合酶家族成员UBE2S 能够负调控DNA 病毒和RNA 病毒介导的Ⅰ型IFN 的产生。该研究发现，过表达UBE2S 显著抑制了RNA 病毒（仙台病毒（SeV）、水泡口炎病毒（VSV）、猪脑心肌炎病毒（EMCV））以及DNA 病毒（单纯疱疹病毒（HSV-1））诱导的IFN-β 的产生；敲除UBE2S 则显著促进IFNβ 产生，抑制病毒的复制。进一步研究发现，UBE2S 的N-term 结 构 域与TBK1 的CC 和ULD 结构域相互作用，UBE2S 通过靶向TBK1 抑制IFN-β 产生。深入研究发现UBE2S 能够抑制TBK1 的K63 位泛素化，但UBE2S 抑制TBK1 泛素化不依赖于UBE2S 的酶活性。因此，作者通过免疫共沉淀-质谱方法筛选到与UBE2S 相互作用的去泛素化酶USP15。UBE2S 通过招募去泛素化酶USP15 抑制TBK1 的K63 位多聚泛素化进而抑制Ⅰ型IFN 产生。该研究还制备了Ube2s 转基因（Ube2stg）小鼠和Ube2s基因敲除（Ube2s-/-）小鼠。在不同病毒刺激下，Ube2s-/-小鼠的腹腔巨噬细胞和胚胎成纤维细胞中Ⅰ型IFN 水平显著高于野生型小鼠，而Ube2stg小鼠的腹腔巨噬细胞中Ⅰ型IFN 水平显著低于野生型小鼠。体内病毒感染实验表明，与野生型小鼠相比，Ube2s-/-小鼠的存活率显著增加，Ube2stg小鼠的存活率显著降低；Ube2s-/-小鼠的组织病变程度及病毒载量显著低于野生型小鼠，组织及血清中的IFN 含量则显著高于野生型小鼠；Ube2stg小鼠病毒载量显著高于野生型小鼠，而IFN 含量则显著低于野生型小鼠。综上所述，该研究通过体外和体内实验证明了UBE2S 抑制Ⅰ型IFN 的产生，阐明了UBE2S 通过招募去泛素化酶USP15 抑制TBK1 的K63 位多聚泛素化进而抑制I 型IFN 产生的分子机制。

大量研究已经报道了蛋白质泛素化在抗病毒天然免疫反应中的重要作用。蛋白质的泛素化修饰是有效启动和终止天然免疫信号通路必不可少的调节机制。泛素化酶和去泛素化酶如何协同作用来精准的调节机体的免疫防御，需要进一步的深入研究。研究泛素化酶在天然免疫信号通路中的作用，除了能丰富先天免疫信号通路的调控网络外，还将为传染性和自身免疫性疾病的治疗提供新的治疗目标。该研究详细阐明了E2 泛素结合酶通过招募去泛素化酶USP15 协同负调控Ⅰ型干扰素产生的作用机制，增加了人们对UBE2S 功能的认知，为研究其它泛素结合酶的功能提供重要参考。

评述论文来源： HUANG LI, LIU HONG YANG,ZHANG KUNLI, et al. Ubiquitin-conjugating enzyme 2S enhances viral replication by inhibiting type I IFN production through recruiting USP15 to deubiquitinate TBK1[J].Cell Reports,2020,18;32(7):108044.