Science：揭示蛋白NRLP1特异性识别双链RNA来检测病毒感染机制
来源：本站原创 2020-11-29 19:20
2020年11月29日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，德国慕尼黑大学的Veit Hornung及其团队证实在皮肤细胞中发现的一种称为NRLP1的蛋白能够识别病毒复制过程中形成的特定核酸中间物。这种识别过程随后会诱发一种强有力的炎症反应。相关研究结果于2020年11月26日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Human NLRP1 is
2020年11月29日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，德国慕尼黑大学的Veit Hornung及其团队证实在皮肤细胞中发现的一种称为NRLP1的蛋白能够识别病毒复制过程中形成的特定核酸中间物。这种识别过程随后会诱发一种强有力的炎症反应。相关研究结果于2020年11月26日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Human NLRP1 is a sensor for double-stranded RNA”。
区分自我和潜在有害的非自我的能力对有机体维持完整性和存活下来至关重要。在大多数有机体中，所谓的先天免疫系统负责识别这样的入侵者（非自我）。在执行这一任务的蛋白中，有一类称为炎性体传感蛋白（inflammasome sensor）的蛋白。一旦被激活，这些传感蛋白就会形成炎性体复合物，然后引发一系列炎症反应，在某些情况下会导致感染细胞的死亡。
在这项新的研究中，Hornung团队与慕尼黑工业大学和马克斯-普朗克生物化学研究所的同事们合作，如今证实在皮肤细胞中发现的一种这样的传感蛋白直接与某些RNA病毒复制过程中产生的特定分子结构结合。这些新发现强调了上皮细胞作为抵御入侵病原体屏障的重要性。
NRLP1蛋白是第一个被发现和表征的炎性体传感蛋白。Hornung说，“然而，到目前为止，NLRP1是否真地作为非自身分子的直接传感蛋白发挥作用仍不清楚。”在人类中，NLRP1主要存在于称为角质细胞的细胞中，这些角质细胞形成了皮肤的外层，并作为抵御细菌和病毒的物理屏障。在这项研究中，这些研究人员首先测试了这些细胞对具有不同复制机制的病毒作出的反应，并确定了一种称为塞姆利基森林病毒（Semliki Forest Virus, SFV）的病毒，它强烈地激活NLRP1。论文第一作者Stefan Bauernfried说，“已知具有屏障功能的其他细胞，如支气管上皮细胞，也通过激活NLRP1对这种病毒作出反应，因此这似乎是一种普遍现象。”
SFV病毒最早是在乌干达发现的，并作为病毒学中有用的实验模型。它主要存在于啮齿类动物中，尽管它也可以通过蚊子传播给人类。SFV是一种单链RNA病毒，即它的由单链RNA组成的遗传物质被包装在病毒衣壳中。然而，病毒复制的过程需要合成一条互补链，它与亲本链配对产生双链RNA。双链RNA作为复制中间物的形成是许多病毒的特征。但是，这样的结构通常不会出现在高等生物的细胞中，这使得它们成为先天免疫系统识别的良好候选对象。事实上，生化实验证实，NRLP1能够特异性地结合双链RNA。Bauernfried解释说，“这种类型的传感蛋白很难研究，这是因为它们有形成聚集物的倾向。尽管如此，我们还是能够纯化NLRP1构造体，我们接着证实它直接与双链RNA结合并被双链RNA激活。”
综上所述，这些发现表明，NLRP1是识别皮肤等屏障组织中病毒感染的关键因素。它可能对检测没有最佳适应潜在宿主的病毒特别重要。它是否以及在多大程度上也参与了对人类具有致病性的其他病毒的检测，目前还不清楚。Hornung提出，“适应性良好的病毒获得了抑制这种特殊反应机制的能力，这并不是完全不可能的。这是我们打算在未来的研究中探索的一个问题。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Stefan Bauernfried et al. Human NLRP1 is a sensor for double-stranded RNA. Science, 2020, doi:10.1126/science.abd0811.
2.How epithelial cells ward off viruses
https://phys.org/news/2020-11-epithelial-cells-ward-viruses.html
图片来自Journal of Virology, 2015, doi:10.1128/JVI.03645-14。
区分自我和潜在有害的非自我的能力对有机体维持完整性和存活下来至关重要。在大多数有机体中，所谓的先天免疫系统负责识别这样的入侵者（非自我）。在执行这一任务的蛋白中，有一类称为炎性体传感蛋白（inflammasome sensor）的蛋白。一旦被激活，这些传感蛋白就会形成炎性体复合物，然后引发一系列炎症反应，在某些情况下会导致感染细胞的死亡。
在这项新的研究中，Hornung团队与慕尼黑工业大学和马克斯-普朗克生物化学研究所的同事们合作，如今证实在皮肤细胞中发现的一种这样的传感蛋白直接与某些RNA病毒复制过程中产生的特定分子结构结合。这些新发现强调了上皮细胞作为抵御入侵病原体屏障的重要性。
NRLP1蛋白是第一个被发现和表征的炎性体传感蛋白。Hornung说，“然而，到目前为止，NLRP1是否真地作为非自身分子的直接传感蛋白发挥作用仍不清楚。”在人类中，NLRP1主要存在于称为角质细胞的细胞中，这些角质细胞形成了皮肤的外层，并作为抵御细菌和病毒的物理屏障。在这项研究中，这些研究人员首先测试了这些细胞对具有不同复制机制的病毒作出的反应，并确定了一种称为塞姆利基森林病毒（Semliki Forest Virus, SFV）的病毒，它强烈地激活NLRP1。论文第一作者Stefan Bauernfried说，“已知具有屏障功能的其他细胞，如支气管上皮细胞，也通过激活NLRP1对这种病毒作出反应，因此这似乎是一种普遍现象。”
SFV病毒最早是在乌干达发现的，并作为病毒学中有用的实验模型。它主要存在于啮齿类动物中，尽管它也可以通过蚊子传播给人类。SFV是一种单链RNA病毒，即它的由单链RNA组成的遗传物质被包装在病毒衣壳中。然而，病毒复制的过程需要合成一条互补链，它与亲本链配对产生双链RNA。双链RNA作为复制中间物的形成是许多病毒的特征。但是，这样的结构通常不会出现在高等生物的细胞中，这使得它们成为先天免疫系统识别的良好候选对象。事实上，生化实验证实，NRLP1能够特异性地结合双链RNA。Bauernfried解释说，“这种类型的传感蛋白很难研究，这是因为它们有形成聚集物的倾向。尽管如此，我们还是能够纯化NLRP1构造体，我们接着证实它直接与双链RNA结合并被双链RNA激活。”
综上所述，这些发现表明，NLRP1是识别皮肤等屏障组织中病毒感染的关键因素。它可能对检测没有最佳适应潜在宿主的病毒特别重要。它是否以及在多大程度上也参与了对人类具有致病性的其他病毒的检测，目前还不清楚。Hornung提出，“适应性良好的病毒获得了抑制这种特殊反应机制的能力，这并不是完全不可能的。这是我们打算在未来的研究中探索的一个问题。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Stefan Bauernfried et al. Human NLRP1 is a sensor for double-stranded RNA. Science, 2020, doi:10.1126/science.abd0811.
2.How epithelial cells ward off viruses
https://phys.org/news/2020-11-epithelial-cells-ward-viruses.html
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