MAVS通過(guò)VDAC1誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制研究.pdf

1、MAVS(mitochondria anti-viral signaling protein)是一種在先天免疫途徑中發(fā)揮重要作用的蛋白。它定位在線粒體外膜上，由N端的CARD(caspase recruitment domain)-like結(jié)構(gòu)域，中間的脯氨酸富積(proline-rich domain)結(jié)構(gòu)域和C端的跨膜(transmembrane，TM)結(jié)構(gòu)域組成。它接受上游RIG-I的信號(hào)，并作為接頭蛋白，募集下游的TBK1和IK

2、Kε，從而磷酸化轉(zhuǎn)錄因子IRF-3和IRF-7。磷酸化的IRF-3和IRF-7同源二聚化后進(jìn)入細(xì)胞核，啟動(dòng)I型干擾素基因的表達(dá)。MAVS也能通過(guò)激活I(lǐng)KKa/β/γ復(fù)合體來(lái)活化轉(zhuǎn)錄因子NF-κB。活化的NF-κB從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，啟動(dòng)多種炎癥因子前體基因的表達(dá)，幫助細(xì)胞對(duì)抗病毒感染。最新的研究結(jié)果顯示，MAVS可能參與細(xì)胞凋亡信號(hào)通路。首先，MAVS在細(xì)胞凋亡時(shí)發(fā)生依賴于蛋白酶體和caspase的切割。其次，MAVS可以通過(guò)干擾線粒

3、體膜電勢(shì)，激活caspase-3、caspase-8和caspase-9，誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。再次，仙臺(tái)病毒SeV感染細(xì)胞所造成的凋亡效果會(huì)因?yàn)镸AVS的干擾下調(diào)而降低。登革熱病毒DEN會(huì)通過(guò)切割MAVS抑制細(xì)胞的凋亡作用。然而，MAVS在凋亡中的具體功能仍然不清楚。
　　 與MAVS-樣，VDAC(voltage-dependent anionchannel)也是定位在線粒體外膜上的蛋白，它是一種電壓依賴的陰離子通道。哺乳動(dòng)物VD

4、AC有三種同工型：VDAC1，VDAC2和VDAC3。因?yàn)樵诙鄶?shù)細(xì)胞中VDAC1是豐度最高的同工型，所以它是人們主要的研究對(duì)象。已知VDAC1的功能是參與線粒體能量代謝，與ATP/ADP在線粒體與胞質(zhì)之間的運(yùn)輸有關(guān)。同時(shí)，VDAC1也能形成孔道，允許線粒體中的細(xì)胞色素C通過(guò)，進(jìn)入胞質(zhì)中，是線粒體凋亡信號(hào)通路的關(guān)鍵組分。本研究發(fā)現(xiàn)MAVS有可能通過(guò)VDAC1參與細(xì)胞凋亡信號(hào)通路。
　　 1．MAVS能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡：首先通過(guò)MTT

5、實(shí)驗(yàn)和Annexin V-FITC/PI染色的流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)證實(shí)MAVS具有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的功能，且具有一定的劑量依賴性。通過(guò)細(xì)胞周期阻滯實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MAVS具有延緩細(xì)胞周期進(jìn)程的功能。
　　 2．MAVS通過(guò)與VDAC1相互作用誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡：構(gòu)建了VDAC1小干擾RNA質(zhì)粒，并將其轉(zhuǎn)染進(jìn)入細(xì)胞干擾下調(diào)細(xì)胞內(nèi)源的VDAC1，發(fā)現(xiàn)VDAC1的干擾下調(diào)對(duì)MAVS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有抑制作用；構(gòu)建了各種標(biāo)簽的VDAC1融合蛋白表達(dá)質(zhì)粒，通過(guò)

6、免疫共沉淀的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MAVS與VDAC1在細(xì)胞內(nèi)可以形成復(fù)合物；通過(guò)免疫沉淀的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MAVS與VDAC1具有細(xì)胞內(nèi)源性的生理情況下的相互作用；通過(guò)Far Western實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MAVS與VDAC1在體外具有直接的相互作用；MAVS的脯氨酸富積結(jié)構(gòu)域和VDAC1N端α螺旋結(jié)構(gòu)域是它們相互作用的結(jié)構(gòu)域。
　　 3．MAVS通過(guò)上調(diào)VDAC1的蛋白水平影響其介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡：通過(guò)在細(xì)胞中過(guò)表達(dá)MAVS，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)源的VDAC1的

7、蛋白水平會(huì)因此而上升；在MAVS缺陷的細(xì)胞系中，內(nèi)源的VDAC1蛋白表達(dá)水平下降。
　　 綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)MAVS通過(guò)與VDAC1直接相互作用，增強(qiáng)VDAC1蛋白的穩(wěn)定性，上調(diào)VDAC1蛋白的表達(dá)水平，從而起到誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用。本研究首次對(duì)MAVS誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制進(jìn)行初步的探討和研究，將MAVS的功能從先天免疫進(jìn)一步拓展到細(xì)胞凋亡，為深入研究病毒感染后通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡促進(jìn)自身增殖的分子機(jī)理和抗病毒相關(guān)藥物的研發(fā)打下基