抗病毒先天免疫信號(hào)通路與低氧信號(hào)通路為細(xì)胞中兩個(gè)經(jīng)典且古老的信號(hào)通路，從高等脊椎動(dòng)物到低等的無(wú)脊椎動(dòng)物都高度保守。對(duì)于這兩條通路之間的交互作用，尤其是氧氣以及受氧氣調(diào)控的關(guān)鍵因子在先天免疫信號(hào)通路中的作用及其機(jī)制，是該領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。 

　　最近，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所肖武漢團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)低氧信號(hào)通路核心轉(zhuǎn)錄因子HIF1a的抑制因子FIH（也稱天冬酰胺羥化酶）在抗病毒先天免疫中具有重要的作用。 

　　通過(guò)前期的篩選，研究人員發(fā)現(xiàn)酶活與氧濃度密切相關(guān)的FIH能夠與先天免疫信號(hào)通路中的IKK 相互結(jié)合。過(guò)表達(dá)FIH減弱了IRF3的磷酸化水平，同時(shí)顯著抑制先天免疫信號(hào)通路下游基因的表達(dá)，以及促進(jìn)了病毒的復(fù)制；而當(dāng)在細(xì)胞系敲除FIH，可得到相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明FIH負(fù)調(diào)控病毒誘導(dǎo)的先天免疫信號(hào)通路。 

　　由于FIH對(duì)先天免疫信號(hào)通路的調(diào)控依賴其羥化酶活性。通過(guò)篩選預(yù)測(cè)的各酶活突變體可知，當(dāng)FIH第199位組氨酸突變成丙氨酸，FIH喪失了其對(duì)先天免疫信號(hào)通路的調(diào)控作用。由于FIH的酶活性與氧濃度息息相關(guān)，研究人員又探究了低氧狀態(tài)下FIH對(duì)免疫信號(hào)通路的調(diào)控作用。結(jié)果表明，0.1%氧濃度狀態(tài)下，抑制了FIH對(duì)先天免疫信號(hào)通路的調(diào)控。 

　　FIH靶向調(diào)控IKK ，主要羥基化IKK 哪個(gè)天冬酰胺位點(diǎn)？通過(guò)質(zhì)譜法分析可知，FIH能夠羥基化IKK 第254、700和701位天冬酰胺位點(diǎn)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，FIH通過(guò)羥基化IKK 第700、701位天冬酰胺位點(diǎn)，抑制IKK 與TBK1或TRAF3的結(jié)合。同時(shí)，泛素化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，FIH通過(guò)羥基化IKK 第254位天冬酰胺位點(diǎn)，抑制了IKK 第416位賴氨酸K63鏈接的多聚泛素化。已知泛素復(fù)合體cIAP1/cIAP2/TRAF2能夠泛素化IKK ，對(duì)該復(fù)合體與FIH在IKK 泛素化過(guò)程中的作用分析可知，FIH抑制了cIAP1對(duì)IKK 第416位賴氨酸的泛素化。通過(guò)敲降或敲除cIAP1，顯著抑制了FIH對(duì)IKK 的調(diào)控。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建了Fih敲除的斑馬魚(yú)和小鼠。經(jīng)病毒感染實(shí)驗(yàn)表明，敲除FIH顯著增強(qiáng)了宿主抵抗病毒的能力。該研究成果為先天免疫信號(hào)通路與低氧信號(hào)通路之間的交互作用提供了新的證據(jù)。 

　　以上研究成果以“Factor inhibiting HIF (FIH) negatively regulates antiviral innate immunity through hydroxylation of IKK？”為題于2023年12月22日，發(fā)表在《Cell Reports》上，蔡孝廉博士為第一作者，肖武漢為通訊作者。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金、中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)A、中國(guó)科學(xué)院特別研究助理項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目等的資助。 

　　網(wǎng)址鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113606 

FIH在天然免疫通路中的調(diào)控模式圖