RIG-I样受体信号通路及其调控研究综述

RIG-I样受体信号通路及其调控研究综述丁汝璇【摘要】RIG-I样受体(维甲酸诱导基因I)是细胞质中的一类RNA解旋酶,属于固有免疫的模式识别受体,其可以结合病原相关分子式及RNA配体识别非自身的病毒RNA,激活RIG-I信号通路,促进细胞因子产生,发挥抗病毒效应.本研究综述RIG-I样受体的多种信号通路和调控机制,为病毒感染的控制和免疫调节治疗提供新的思路和方向.【期刊名称】《中外医学研究》【年(卷),期】2019(017)014【总页数】3页(P184-186)【关键词】RIG-I样受体;信号通路;调控机制;病毒感染;免疫反应【作者】丁汝璇【作者单位】湖南师范大学医学院湖南长沙 410000【正文语种】中文天然免疫模式识别理论最早于20 世纪80 年代末被提出，该理论指出：高等生物能通过体内的模式识别受体(PRRs)，识别出病原微生物的保守分子式[1-2]。

机体内的PRRs 主要可以分成Toll 样受体家族、RIG-I 样受体家族、NOD 样受体家族和C型外源凝集素受体这四大类[3]。

其中Toll 样受体家族和RIG-I样受体家族是目前临床上研究较多的模式识别受体，前者主要负责识别细胞外PAMP(疾病相关分子模式)和内涵体内的PAMP，而后者则主要识别细胞质中病毒复制过程中产生的双链RNA，而且其在各种病毒感染的细胞中均有表达，故而许多学者认为RIG-I 样受体可能在抗病毒先天性免疫中发挥着重要作用[4-5]。

牟娜等[6]曾研究慢性乙肝患者外周血中的模式识别受体TLR3、RIG-I、MDA5 的表达水平，发现患者的TLR3、RIG-I、MDA5 表达水平均有明显的下降，这可能与HBV 感染的慢性状态有关。

本研究对RIG-I 样受体的信号通路、调控机制进行综述。

1 RIG-I样受体介导的抗病毒天然免疫信号转导目前的研究发现，RIG-I 样受体家族的成员主要包括三个：RIG-I、MDA5、LGP2，其中RIG-I 最早于1997 年被我国上海瑞金医院血液病研究中心从人急性早幼粒白血病NB4 细胞株中分离出来，是视黄酸处理刺激产生的最多的一个基因，由此而命名，其参与机体的先天性免疫反应[7]。

RIG-I 是细胞质内蛋白，N 端为两个串联的半胱天冬酶活化募集结构域(CARD)，中间部分则RNA 解旋酶结构域，包含与ATP 结合的关键位点；C端则为与RNA 结合的结构域及抑制结构域，而RIG-I 中具有RNA 识别、信号抑制作用的区域被称为C 末端结构域。

RIG-I、MDA5、LGP2 均具有包含特殊DEX/DH 框RNA 解旋酶结构域，能与RNA 结合，并且具有ATP 酶的作用，促使RNA 构想改变并激活下游信号的转导[8]。

1.1 识别病毒核酸成分RIG-I 样受体能识别病毒核酸成分，此类RIG-I 样受体都定位在细胞内膜结构上，机体在病毒感染后，病毒侵入到细胞后，在内涵提酸性环境中释放核酸物质，进而被RIG-I 样受体所识别，主要包括TLR3、TLR7/TLR8、TLR9。

RIG-I 样受体在细胞内的定位避免细胞外自身核酸物质做出免疫反应。

1.2 识别病毒非核酸成分识别病毒非核酸成分的RIG-I 样受体往往指是定位在细胞膜上的受体，如：TLR2、TLR4，其能识别病毒的包被蛋白。

以TLR2 为例：识别病毒组分蛋白激活，如measles 病毒的hemagglutini 蛋白，而人体的CMV 病毒等能诱导这些细胞因子产生，加上TLR2 能介导1 型干扰素产生，在非活化的牛痘病毒的刺激下，炎性细胞通过TLR2 诱导大量1 型干扰素产生，巨噬细胞中的TLR2 则诱导炎性细胞产生。

所以说，TLR2 产生的1 型干扰素并不依赖于病毒核酸物质。

1.3 介导抗病毒细胞信号转导在RIG-I 样受体的抗病毒信号通路中，大部分是因为RIG-I 样受体能识别病毒成分，并诱导1 型干扰素产生，依赖其蛋白结构将病毒信号传递下去[9]。

RIG-I 样受体有三个结构域：重复结构域(负责识别出PAMPs)、跨膜结构域和将活化信号传导下去的TIR 受体结构域，TIR 受体结构域能招募含有TIR结构域的接头蛋白，如TRIF、MyD88 就是常见的接头蛋白。

例如：TLR4 通过MyD88 介导NF-κB 通路活化。

当病毒入侵宿主细胞后，分别被RIG-I 和MDA5 识别，随后即通过定位在线粒体上的一个重要接头蛋白MAVS(线粒体抗病毒信号蛋白)激活下游通道，使得IRF3 发生磷酸化、活化。

在诱导1 型干扰素的通路中：MAVS 活化后激活下游的TRAF3、TBK1、IKK-i，进而磷酸化活化IRF3。

TRAF3、TBK1、IKK-i 均是TLR通路激活1型干扰素产生的共用分子。

MAVS 招募TRAF3，并发生K63 位连接泛素化，进而招募激活激酶TBK1 和IKK-i 对IRF3/IRF7进行磷酸化活化修饰，活化后转移到细胞核，启动1 型干扰素。

因此TRAF3 具有促进1 型干扰素通路活化的作用，当宿主体内的TRAF3 细胞严重缺乏时，将会直接影响到对1 型干扰素的激活。

TRIM25 是另一个调控RLRs 通路的分子，其主要增强了RIG-I 与MAVS 的结合，进而促进RIG-I 抗病毒信号通路的激活。

王国庆等[10]为研究RIG-I 是否具有抑制口蹄疫病毒复制的作用，从猪的PK15 细胞中提取RNA 进行检验研究，发现口蹄疫病毒感染会诱导细胞内RIG-I 转录升高，且RIG-I 能抑制口蹄疫病毒的复制，下调RIG-I 有助于抑制口蹄疫病毒的复制，说明RIG-I 在口蹄疫病毒感染中发挥着重要作用。

当机体受到病毒的入侵，病毒的结构蛋白成分被细胞膜上的RIG-I 受体识别，而侵入到细胞后的病毒释放核酸物质，又被细胞膜内的RIG-I 受体识别，激活免疫信号通路；而病毒内化中，细胞质中的病毒核酸物质被TLR 受体等识别，诱导激活抗病毒信号通路，由此各个信号通路相辅相成，构成了抗病毒的天然免疫信号网络。

2 RIG-I样受体信号通路的泛素化修饰泛素是76 个氨基酸长度的蛋白质，其通过三步酶促联反应共价修饰到底物上[11]。

在RIG-I 样受体信号通路中，其泛素化修饰主要表现为：RIG-I 样受体被E3 泛素化酶调节，其中TRIM25 是泛素连接酶，可以与RIG-I 样受体结合。

TRIM25与RIG-I 第一个CARD 相互作用，催化第二个CARD172 赖氨酸位点，发生K63 位多聚泛素化修饰，招募MAVS，最后将激活信号传递给MAVS 信号复合体。

另外，E2 泛素耦合酶UBC5则参与到RIG-I 样受体信号通路中，其可能参与MAVS 下游的IKK-γ 的K63 泛素化，使IKK-γ 招募TBK1 及IRF/NF-κB的活化。

与此同时，RIG-I 样受体的信号通路也会被泛素化负调控。

负调控的产生是为避免RIG-I 信号通路的过度激活导致的机体损伤，宿主细胞催化信号通路的关键蛋白发生泛素化降解，从而控制下游的炎性细胞因子、干扰素产生[12-13]。

例如：E3 泛素连接酶RNF125 催化RIG-I/MDA5 通过蛋白酶体途径降解，加上RNF125 会被poly(I：C)诱导，从而形成负反馈环路。

另外去泛素化酶在RIG-I 信号通路中也起到显著的负调控作用，如：DUBA 与TRAF3 相互作用，移除K63 泛素链，从而使其食物与TBK1 的相互作用，组织MAVS 下游信号的转导；又如：CYLD直接作用于RIG-I，去除K63 泛素化修饰，控制干扰素的产生。

3 RIG-I样受体信号通路的蛋白质修饰3.1 磷酸化和去磷酸化蛋白质磷酸化过程中，各种激酶激活信号通路，所以说许多激酶在RIG-I 抗病毒信号通路中作用显著[14]。

例如：CK1 激酶经磷酸化P65 抑制RIG-I 信号通路中INF-β 的活化，信号传递过程即系列磷酸化级联反应过程；IKB-α、IRF-3 的激活过程也即系列磷酸化级联反应。

又如：IKK 激酶复合物使IKB 蛋白磷酸化，磷酸化后的IKB 蛋白又被泛素连接酶识别，将其降解释放NF-κB 入核，启动靶基因表达。

蛋白质分子可通过磷酸化、去磷酸化调控RIG-I 信号通路。

3.2 小泛素相关修饰物(SUMO)化和去SUMO 化SUMO 化与泛素化的途径相似，但是泛素化会诱导底物蛋白质降解，但是SUMO 化不会，其能增强蛋白质稳定性，从而起到调节关键细胞作用，其往往需要通过活化酶E1、结合酶E2、连接酶E3 来修饰靶蛋白。

目前临床上已发现有几十种广泛分布的SUMO 化修饰靶蛋白，其使得SUMO 分子自靶蛋白上解离，形成可逆的循环过程。

4 病毒对RIG-I样受体介导信号转导反应机体在病毒感染后往往会破坏RIG-I 低信号通路传导，从而达到逃避细胞免疫反应的作用[15-16]。

目前临床上已有许多研究证实，有许多病毒蛋白能阻止RIG-I 样受体识别病毒RNA，靶向结合到RIG-I 信号通路中的相关信号分子，从而达到调节或是阻止RIG-I 信号通路的转导作用[17-18]。

例如：肝炎病毒，甲肝病毒属于单股正链RNA 病毒，其能使NEMO 裂解，导致RIG-I 信号通路的紊乱，从而逃逸细胞IFN 反应。

王林栋[19]研究基于RIG-I 的狂犬病病毒的免疫调节机制，人为狂犬病病毒科通过多种方式尽可能地逃逸宿主免疫反应，如：N 蛋白包裹病毒基因组，使得其不被RIG-I 识别；P 蛋白阻断I 型干扰素的产生；P 蛋白拮抗ISG 产生，多种方式组合构成狂犬病病毒在宿主体内的感染与免疫逃逸机制。

RIG-I 样受体的多种信号通路相辅相成，最终形成复杂的信号通路网络，以达到减轻病毒感染危害的作用[20]。

RIG-I 样受体在1 型干扰素、促炎细胞因子产生等方面起到重要作用。

RIG-I 样受体通过识别病毒，并通过多种信号通路和调控机制控制病毒感染反应；但是也有许多病毒通过调控RIG-I 信号通路来逃避先天性免疫应答反应，这为临床上病毒感染的控制治疗提供新的思路和策略。

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