为什么蝙蝠这么多?“毒”,还好吗?】与蝙蝠冠状病毒序列一致性达96%的新型冠状病毒家族基本查明。此外,马尔堡、埃博拉、尼帕、亨德拉等致命病毒都来自蝙蝠!蝙蝠是如何成为的“毒罐”?你为什么还好?本期#图是道#为你普及蝙蝠和病毒的故事。但别忘了蝙蝠携带病毒与人类无关,是因为有些人无法控制自己的嘴,导致病毒伤害世界。这不是蝙蝠的错!
病毒引起的传染病在人类历史上相继发生。但这些致命病毒对同样是哺乳动物的蝙蝠的影响很小,蝙蝠是一种“超级哺乳动物”——蝙蝠携带高致病性病毒,如埃博拉病毒、马尔堡病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒和SARS病毒等,却并无疾病症状出现。
在人类和其他哺乳动物中,如果免疫系统过度反应病原体和其他致病病毒,可能会导致严重疾病。 例如,抗病毒免疫信号通路——STING通路——激活与自身严重免疫性疾病有关。
中国科学院武汉病毒研究所的科学家最近发现,在蝙蝠中,STING由于蝙蝠对病毒有足够的抵抗力,而且不会引起过度的免疫反应,道处于抑制状态。相关报道论文于2月22日发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。
游离细胞中存在于细胞中 DNA宿主的固有免疫系统常被视为潜在的危险信号。 病毒和细菌来源的病原体 dsDNA 以及自身 DNA 它可以诱导干扰素和其他炎症因素的产生,以及过度积累在细胞中的宿主 DNA 会诱发自身免疫反应。
DNA 感受器(DNA sensor)是宿主感受 DNA 以及免疫防御的桥梁。STING (stimulator of interferon genes,STING,多种干扰素刺激基因 DNA 感受通道下游的关键接头分子。胞质中的 DNA可通过 DNA 感受器激活 STING,然后激活干扰素和其它细胞因子,然后启动身体的免疫反应。STING在感受胞质 DNA 它在信号传递和免疫防御方面起着重要作用,在启动固有免疫和适应性免疫方面起着重要作用。
在蝙蝠中,除了病毒感染引起的细胞DNA此外,蝙蝠飞行生活的代谢需求也会导致DNA伤害自己DNA释放到细胞质中。然而,蝙蝠是否有独特的DNA感觉/防御机制,平衡高水平细胞质DNA,还是悬而未决的问题。
这项研究表明,由于蝙蝠的干扰素活性通路有一定程度的减弱,STING高度保守的丝氨酸突变是由蛋白质引起的。如果这种突变被逆转,干扰素活性通路将被激活并抑制病毒活性。
蝙蝠是各种病毒的宿主。在人类和其他哺乳动物中,感染源性细胞质DNA可增强DNA感觉能力,强烈激活干扰素信号。这项研究表明,蝙蝠依赖于蝙蝠STING由于信号干扰素活性通路受到抑制。DNA感受器STING丝氨酸位点在蛋白质上失活。这种丝氨酸位点在进化过程中高度保守,功能重要。
来源:Cell Host & Microbe
目前发现的胞质 DNA 感受器中,cGAS 它是一种常见的必需品 DNA 感受器,受 DNA 刺激后可产生环 GMP-AMP (cGAMP),然后结合激活 IFN 基因刺激因子 STING,STING 可以在激活后招募 TBK1 蛋白蛋白质,随后导致 STING 和 IRF3 被 TBK1 磷酸化,最终触发 I 类 IFN 的生成。如果 STING 磷酸化位点(丝氨酸358或丝氨酸366)突变为丙氨酸,可显著削弱其对下游干扰素的激活能力。
蝙蝠细胞 STING 道路活动减弱,但尚未完全失活。论文通讯作者周鹏说,“蝙蝠和病原体之间有一定的平衡。蝙蝠体内的一些信号机制可能已经进化为抑制状态,以保持这种平衡。”这一发现帮助研究人员了解蝙蝠如何微调免疫系统,从而达到有效对抗病毒的目的。
作者认为,蝙蝠免疫系统防御策略的演变可能与蝙蝠的生物特征密切相关:会飞的哺乳动物、寿命长、病毒多样的宿主。蝙蝠的先天性免疫和适应飞行 DNA 损伤修复基因可能有积极的选择,导致某些抗病毒通路(STING活性发生了变化,使蝙蝠成为病毒宿主,并与之平衡。之前有报道证明了其他的 DNA 感受器(如TLR9、IFI16和AIM2)蝙蝠中也有独特的变化,可以帮助人们更好地了解蝙蝠生物学的独特性。
本研究中使用的蝙蝠样本是在中国咸宁太乙洞捕获的大卫鼠耳蝙蝠(Myotis davidii)中国菊头蝙蝠(Rhinolophus sinicus),澳大利亚南部昆士兰州捕获的中央狐蝙蝠(Pteropus alecto)。
参考文献:
Jiazheng Xie, et. al., Dampened STING-Dependent Interferon Activation in Bats.Xie et al., 2018, Cell Host & Microbe 23, 1–5
丁亮 等,新型胞质 DNA 感受通路: cGAS-STING 研究进展。2014年,生物化学和生物理进展, 41(9): 830~838