干擾素是機體抵抗病毒感染的關(guān)鍵性細胞因子，通過激活胞內(nèi)JAK-STAT信號通路誘導一系列干擾素誘導性基因（IFN-stimulated genes ，ISGs）的表達，從而激活機體的抗病毒能力，為機體建立抵抗病毒感染、維持免疫穩(wěn)態(tài)的重要防線。干擾素信號調(diào)控異常與炎癥性疾病、慢性感染性疾病發(fā)生發(fā)展等密切相關(guān)。盡管IFNα誘導的信號通路在宿主抗病毒反應方面的重要作用已經(jīng)認識的比較清楚，然而這一信號通路是如何被調(diào)控的，目前的研究并不是太多。此外，I型干擾素是目前臨床用于治療慢性乙型肝炎的常用藥之一，然而其總體有效率較低，治療效果亟待提高。因此，全面深入認識干擾素抗病毒效應的具體機制以尋找有效防治病毒感染的免疫措施具有重要意義。

近年來生物醫(yī)學的一個研究熱點是探究表觀遺傳學機制在眾多生理病理過程中如何發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。自2004年Danny Reinberg實驗室在Nature上發(fā)表第一篇關(guān)于SET9介導p53蛋白甲基化調(diào)控其活性的文章以來，非組蛋白甲基化（包含賴氨酸甲基化和精氨酸甲基化）修飾成為了近10多年來表觀遺傳領(lǐng)域的一個研究熱點，目前已有上百個參與細胞內(nèi)各個重要信號通路的蛋白被報道有甲基化修飾并且具有重要的調(diào)控功能。

甲基轉(zhuǎn)移酶通過調(diào)控組蛋白甲基化參與多種免疫應答過程與免疫性疾病的發(fā)生，然而目前尚不清楚表觀遺傳酶分子如何直接調(diào)控細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導蛋白質(zhì)分子翻譯后修飾機制及其在干擾素抗病毒免疫應答功能的具體作用。

在“Methyltransferase SETD2-Mediated Methylation of STAT1 Is Critical for Interferon Antiviral Activity”這項研究中，醫(yī)學免疫學國家重點實驗室主任曹雪濤院士與浙江大學醫(yī)學院免疫學研究所博士生陳坤等發(fā)現(xiàn)組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2分子能夠直接催化干擾素下游信號蛋白分子STAT1的甲基化，從而增強干擾素效應信號，促進機體的抗病毒免疫功能。

為了闡明HBV感染情況下IFNα信號通路的調(diào)控機制，曹雪濤院士團隊首先成功構(gòu)建了感染HBV的HepG2.2.15細胞系。借助于構(gòu)建好的HBV感染細胞模型，曹雪濤院士團隊對包含有711個已知的表觀調(diào)控分子的siRNA庫進行了一次高通量篩選，發(fā)現(xiàn)了STAT1甲基化修飾的調(diào)控元件SETD2是干擾素通路的一個增強子。通過制備肝細胞中特異性敲除SETD2基因的小鼠模型體內(nèi)實驗，證實SETD2能顯著增強干擾素抑制HBV體內(nèi)復制的效應。

Fig1. SETD2 in Hepatocytes Promotes IFNa-Mediated Inhibition of HBV Replication. (D) PCR analysis of loxp and cre genes in genomic DNA (left) and immunoblot analysis of Setd2 in lysates of primary hepatocytes (right) from wild-type C57BL/6 mice, Setd2^fl/fl Alb-cre^-, and Setd2^fl/fl Alb-cre⁺ mice. b-actin was used as loading control.

機制研究表明，SETD2分子通過其SET結(jié)構(gòu)域發(fā)揮甲基轉(zhuǎn)移酶活性，直接催化信號蛋白STAT1的第525位賴氨酸發(fā)生單甲基化修飾（STAT1-K525me1），從而促進干擾素效應信號的活化。此外，SETD2還可以選擇性地催化干擾素誘導性基因遠端啟動子區(qū)發(fā)生組蛋白H3K36me3的修飾，從而直接促進這些具有抗病毒作用基因的轉(zhuǎn)錄活化和表達。SETD2在促進干擾素基因的表達方面真可謂是一箭雙雕。

Fig2. Multilayer epigenetic modulations of IFNa-dependent signaling responses by the methyltransferase SETD2 are essential for the amplification of antiviral immunity.

總的來說，該研究揭示了甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2分子在促進干擾素抗病毒效應中的重要功能，為臨床上研發(fā)新的抗病毒藥物提供了潛在的研究靶標。該工作進一步完善了干擾素效應信號的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示了SETD2分子直接催化信號蛋白STAT1甲基化修飾的新機制，為免疫調(diào)控機制的研究提供了新的思路。

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