2017年12月27日,国际病原学领域著名学术期刊PLOS Pathogens在线发表了题目为 “Histone demethylase LSD1 restricts influenza A virus infection byerasing IFITM3-K88 monomethylation”的研究成果。该研究揭示了组蛋白去甲基化酶LSD1 在宿主抵抗重大传染病相关RNA病毒的新机制。 LSD1是组蛋白赖氨酸去甲基化酶,能催化单甲基(me1)和二甲基(me2)的赖氨酸去甲基化,是重要的表观遗传修饰酶。最近的研究发现,LSD1可以激活DNA病毒如疱疹病毒、乙肝病毒的基因组转录,抑制LSD1的活性可以显著抑制DNA病毒转录和感染。但与DNA病毒不同的是,RNA病毒在感染过程中不会形成染色质结构,因此RNA病毒的基因组转录不依赖于LSD1的活性,抑制LSD1可能对RNA病毒感染完全无效。该研究发现,LSD1的抑制剂不仅对RNA病毒如流感病毒的感染无效,甚至会增强流感病毒的感染。 研究发现,LSD1调控了一个重要的抗RNA病毒的宿主因子IFITM3的甲基化水平。IFITM3是一种受干扰素诱导表达的广谱性抗RNA病毒因子。该团队的前期研究发现IFITM3蛋白第88位赖氨酸可以被组蛋白甲基化酶SET7单甲基化,而且这种甲基化会显著降低IFITM3抗病毒能力。正常情况下,细胞内IFITM3的甲基化和去甲基化状态处于平衡状态。但在病毒感染过程中,干扰素诱导LSD1对 IFITM3进行去甲基化,抗病毒活性更强。然而病毒不会坐以待毙,如同想逃出如来佛掌的孙悟空,研究发现包括流感病毒、水疱性口炎病毒(VSV)等会诱导IFITM3的甲基化使其失活,从而对抗宿主免疫。庆幸的是,该项研究也发现寨卡病毒并未获得这种失活IFITM3的能力,这可能意味着寨卡病毒对宿主的适应能力比流感等病毒差。 该研究首次揭示了LSD1抑制剂在DNA病毒和RNA病毒感染中完全相反的效果及其作用机制,提示了DNA病毒和RNA病毒感染需要差异性治疗方案。同时,LSD1作为抗RNA病毒蛋白,激活LSD1可以抗感染,抑制LSD1则可能用来诱发感染模型或促进病毒疫苗生产。该研究由博士后单骄宇、硕士生赵彬彬和博士生单昭等在李斌研究员(上海交通大学医学院/上海市免疫学研究所,通讯作者)、徐可研究员(上海巴斯德所,共同通讯作者)的指导下完成。该项工作得到国家自然科学基金委、中科院青年创新促进会优秀会员项目及上海市科委等项目的资助。
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