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概述
宿主細胞通過先天免疫激活共同調(diào)節(jié)其代謝，以對抗病毒感染。本文揭示了絲氨酸代謝在阻斷抗病毒天然免疫中的關(guān)鍵作用，并表明絲氨酸代謝缺陷降低SAM介導的H3K27me3并促進ATP6V0d2表達，以增強YAP溶酶體降解和病毒誘導的IFN-b產(chǎn)生。

研究背景
先天免疫是宿主抵御微生物感染的第一道重要防線。宿主細胞通過不同類型的模式識別受體（PRR）識別病毒RNA和DNA，包括Toll樣受體（TLR）、維甲酸誘導基因I（RIG-I）樣受體和雙鏈DNA的胞漿傳感器。PRR然后招募銜接蛋白，如TRIF、MAVS和STING，以激活TBK1和/或IKKε激酶。TBK1/IKKε磷酸化IRF3和核因子κb（NF-kB）以誘導其核移位和隨后的I型干擾素（IFN）（包括IFN-a和IFN-b）和炎性細胞因子的轉(zhuǎn)錄。在與IFN受體結(jié)合后，I型IFN激活JAK-STAT信號并促進IFN刺激基因的表達，以對抗病毒感染并協(xié)調(diào)適應(yīng)性免疫。

在從頭合成過程中，糖酵解衍生的3-PG可通過一系列酶促反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為絲氨酸，其第一個關(guān)鍵步驟由磷酸甘油酯催化脫氫酶（PHGDH）。絲氨酸促進單碳代謝，包括相互連接的代謝途徑網(wǎng)絡(luò)，促進單碳單位的轉(zhuǎn)移，以生物合成核苷酸、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）、還原煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和谷胱甘肽（GSH）。絲氨酸衍生的單碳代謝支持癌癥和T細胞增殖的核苷酸合成。此外，絲氨酸通過單碳代謝促進脂多糖（LPS）介導的巨噬細胞內(nèi)GSH合成或SAM介導的組蛋白甲基化產(chǎn)生白細胞介素（IL）-1b。然而，PHGDH介導的絲氨酸合成途徑（SSP）或外源性絲氨酸是否參與抗病毒天然免疫仍不清楚。

液泡型H+腺苷三磷酸酶（V-ATP酶）是一種依賴ATP的質(zhì)子泵，由水解ATP的外圍V1結(jié)構(gòu)域和轉(zhuǎn)運質(zhì)子的整合結(jié)構(gòu)域組成。V-ATP酶定位于多種細胞膜上，酸化細胞內(nèi)的腔室，包括內(nèi)質(zhì)體和溶酶體。V-ATP酶或其亞單位ATP6V0d2參與調(diào)節(jié)多種生物過程，包括蛋白質(zhì)降解、促進病毒融合或消除細菌感染。然而，V-ATP酶在抗病毒免疫中的作用目前尚不清楚。

Hippo通路在器官大小控制和組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起著關(guān)鍵作用。當該途徑被激活時，Lats1/2激酶磷酸化YAP/TAZ，將其保留在細胞質(zhì)中進行泛素化和降解。否則，YAP/TAZ進入細胞核并結(jié)合TEDD家族轉(zhuǎn)錄因子誘導基因轉(zhuǎn)錄。最近的一項研究表明，在病毒感染后，YAP可以阻止IRF3的二聚化，并防止IRF3易位到細胞核（Wang等人，2017年）。同時，病毒激活的IKKε可以磷酸化YAP，促進其溶酶體降解，緩解YAP介導的IFN-b產(chǎn)生抑制（Wang等人，2017）。血清饑餓可通過Lats1/2激酶使YAP/TAZ失活，從而減弱YAP介導的TBK1抑制并增強抗病毒IFN-b反應(yīng)。然而，目前還不清楚顆粒代謝途徑是否能與Hippo YAP途徑溝通以調(diào)節(jié)抗病毒天然免疫。

文中所用實驗方法
質(zhì)粒與轉(zhuǎn)染
酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）和絲氨酸測量
蛋白分離及免疫印跡分析
RNA提取、RT-PCR和RNA序列分析
病毒體內(nèi)感染
肺組織學
病毒感染和菌斑試驗
熒光素酶報告試驗
代謝物的B LC-MS分析
染色質(zhì)免疫沉淀（芯片）
流式細胞術(shù)

文章分為6個研究部分

• PHGDH通過抑制TBK1-IRF3軸負性調(diào)節(jié)IFN-b信號

• 絲氨酸代謝拮抗病毒誘導的IFN-b產(chǎn)生

• 絲氨酸代謝缺陷保護小鼠免受病毒感染

• 來自絲氨酸代謝的SAM損害IFN-b的產(chǎn)生

• PHGDH通過下調(diào)ATP6V0d2部分抑制IFN-b的產(chǎn)生

• ATP6V0d2在病毒感染時通過促進YAP的溶酶體降解誘導IFN-b產(chǎn)生

研究結(jié)論
絲氨酸代謝對抗病毒天然免疫的影響。首先，我們表明，病毒感染后，小鼠巨噬菌體和HEK293T細胞的從頭絲氨酸生物合成途徑明顯下調(diào)。通過基因調(diào)控或使用抑制劑CBR-5884治療，靶向SSP中的關(guān)鍵酶PHGDH的活性，在體外和體內(nèi)有力地增強IFN-b介導的抗病毒天然免疫。此外，外源性絲氨酸和甘氨酸限制也通過在體外和體內(nèi)增強IFN-b來減輕病毒感染。在機制上，我們發(fā)現(xiàn)抑制內(nèi)源性和外源性絲氨酸代謝通過降低SAM介導的H3K27me3促進ATP6V0d2的表達。ATP6V0d2針對YAP進行溶酶體降解，以減弱YAP介導的對TBK1-IRF3軸的抑制，并增強IFN-b介導的抗病毒天然免疫。
綜上所述，我們的發(fā)現(xiàn)不僅闡明了磷酸脫氫酶（PHGDH）/絲氨酸在控制抗病毒信號通路中發(fā)揮關(guān)鍵作用的一種以前未知的機制，而且還提出了操縱絲氨酸代謝作為一種潛在的抗病毒治療方法。

文中所用流式細胞：
收集并過濾Phgdhfl/flLyz2 Cre+和Phgdhfl/flLyz2 Cre-小鼠的腹腔巨噬細胞，以制備單細胞懸浮液。為了檢測兩種小鼠基因型中腹腔巨噬細胞的分化和數(shù)量，用含有1%FBS的冰冷PBS清洗細胞，與APC抗小鼠CD11b抗體和PE/Cyanine5抗小鼠F4/80抗體在冰上孵育15分鐘，然后使用數(shù)字BD口徑流式細胞儀（BD Biosciences）進行FACS。用碘化丙啶和Annexin-V-FITC（Absin）對感染SeV的腹腔巨噬細胞進行凋亡檢測。通過流式細胞術(shù)獲取數(shù)據(jù)，并使用FlowJo（Tree Star）進行分析。

用PI和膜聯(lián)蛋白V染色分析SeV感染小鼠PMs 6h后的細胞凋亡。

文章中使用Absin產(chǎn)品