抑郁症通过AVP-AHI1-Tyk2轴损害抗病毒先天免疫

Depression compromises antiviral innate immunity via the AVP-AHI1-Tyk2 axis.

作者信息Hong-Guang Zhang, Bin Wang, Yong Yang, Xuan Liu, Junjie Wang, Ning Xin, Shifeng Li, Ying Miao, Qiuyu Wu, Tingting Guo, Yukang Yuan, Yibo Zuo, Xiangjie Chen, Tengfei Ren, Chunsheng Dong, Jun Wang, Hang Ruan, Miao Sun, Xingshun Xu, Hui Zheng
PMID35821088
期刊Cell Res
发布时间2022-10
DOI10.1038/s41422-022-00689-9

实验完整度

包含患者样本、动物模型、细胞模型的多个独立证据层级,并进行了分子机制与功能验证,如免疫共沉淀、泛素化分析、病毒滴度测定等。

主要模型

人外周血巨噬细胞 小鼠腹膜巨噬细胞 Ahi1基因敲除小鼠 抑郁模型小鼠

重点核对

AHI1在MDD患者PBMCs和巨噬细胞中的表达水平(RT-qPCR、Western blot) AVP对AHI1表达的抑制作用及AVP受体拮抗剂的影响 AHI1与OTUD1、Tyk2的相互作用及OTUD1对Tyk2去泛素化的调控 美普他酚对AHI1表达的促进作用及对IFN-I抗病毒活性的影响

摘要

抑郁症是一个严重的公共卫生问题。最近的报道提示抑郁症患者对病毒感染具有更高的易感性。然而,抑郁症如何影响抗病毒先天免疫信号尚不清楚。在此,我们揭示了在重度抑郁症(MDD)患者的外周血单个核细胞(PBMCs)和巨噬细胞中,Abelson辅助整合位点1(AHI1)的表达减少,这导致抗病毒免疫应答减弱。我们发现,与抑郁相关的精氨酸加压素(AVP)诱导巨噬细胞中AHI1减少。进一步的研究表明,AHI1是基础I型干扰素(IFN-I)信号的关键稳定剂。机制上,AHI1招募OTUD1去泛素化并稳定Tyk2,而AHI1减少会下调MDD患者和抑郁模型小鼠巨噬细胞中的Tyk2和IFN-I信号活性。有趣的是,我们确定了一种临床镇痛药美普他酚,它能有效刺激AHI1表达,从而增强抑郁模型小鼠的IFN-I抗病毒防御。我们的研究促进了对抑郁介导的抗病毒免疫功能障碍的信号机制的理解,并揭示了美普他酚是抑郁症患者抗病毒先天免疫的增强剂。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
抑郁症如何影响抗病毒先天免疫信号?
核心机制
抑郁相关的AVP通过诱导AHI1减少,破坏AHI1-OTUD1对Tyk2的稳定作用,导致Tyk2蛋白水平下降,抑制IFN-I信号通路,从而减弱抗病毒先天免疫。
主要证据
通过MDD患者样本、AHI1敲除细胞和小鼠、抑郁模型小鼠等模型,结合RT-qPCR、Western blot、免疫共沉淀、泛素化分析、病毒感染实验等,证明AHI1-Tyk2轴的关键作用。
研究意义
揭示了抑郁症导致抗病毒免疫功能障碍的分子机制,并发现美普他酚可作为增强剂,为改善抑郁症患者的抗病毒免疫提供策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

检测AHI1在抑郁状态下的表达变化

验证抑郁是否导致AHI1表达下调

收集MDD患者和健康对照的PBMCs、巨噬细胞、T/B细胞,以及抑郁模型小鼠的PBMCs、巨噬细胞、肺和肝组织,通过RT-qPCR和Western blot检测AHI1 mRNA和蛋白水平。

2

评估AHI1缺失对抗病毒能力的影响

检验AHI1减少是否导致抗病毒能力下降

使用Ahi1+/+和Ahi1−/−小鼠腹膜巨噬细胞感染VSV、H1N1和HSV-1,进行RT-qPCR检测病毒RNA;体内感染VSV后测定病毒滴度、组织病毒水平和病理损伤。

3

研究AHI1对IFN-I信号通路的影响

明确AHI1是否调控IFN-I信号通路

比较Ahi1+/+和Ahi1−/−巨噬细胞中IFN-I诱导的ISG表达、STAT1磷酸化、IFN-β产生,以及IFN-I诱导的抗病毒活性。

4

阐明AHI1调控Tyk2的分子机制

确定AHI1如何稳定Tyk2蛋白

通过免疫共沉淀、质谱分析、泛素化实验、CHX脉冲追踪,检测AHI1与Tyk2、OTUD1的相互作用,以及OTUD1对Tyk2去泛素化的影响。

5

验证AVP的作用

证实抑郁相关激素AVP是否诱导AHI1减少

用AVP、ACTH、Dex处理巨噬细胞,检测AHI1和Tyk2水平;使用AVP受体拮抗剂验证;测定MDD患者和抑郁模型小鼠血清AVP浓度;体内注射AVP检测AHI1和ISG表达。

6

筛选并验证美普他酚的作用

寻找增强AHI1表达以恢复抗病毒免疫的药物

筛选临床药物,发现美普他酚促进AHI1表达,并验证其通过AHI1-Tyk2轴增强IFN-I信号及抗病毒活性,在抑郁模型小鼠体内验证效果。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基HyClone--
胎牛血清GIBCO--
美普他酚Selleck--
PR-619Selleck--
考尼伐坦Selleck--
精氨酸加压素Sangon Biotech--
地塞米松Sangon Biotech--
促肾上腺皮质激素Yuanye Biotechnology--
LongTrans转染试剂UcallmTF/07
LipoMax转染试剂Sudgen32011
GenePORTER2转染试剂GenlantisT202015
核转染仪LonzaVCA-1003
AHI1抗体Santa Cruzsc-515382
Tyk2抗体Cell Signaling Technology14193
STAT1抗体Cell Signaling Technology9172
STAT2抗体Cell Signaling TechnologyD9J7L
IRF9抗体Abcamab51639
IFNAR1抗体Sino Biological13222-H08H
IFNAR2抗体Santa Cruzsc-137209
OTUD1抗体Abcamab122481
Flag抗体SigmaF7425
HA抗体Abcamab9110
Myc抗体AbmartM20002H
pY701-STAT1抗体Cell Signaling Technology9167
VSV-G抗体Santa Cruzsc-66180
β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
微管蛋白抗体Proteintech66031-1-Ig
泛素抗体Santa Cruzsc-8017
K48-泛素抗体Cell Signaling Technology8081
蛋白G琼脂糖珠Millipore#16-266
银染试剂盒BeyotimeP0017S
Orbitrap Elite质谱仪Thermo Fisher--
TRIzol试剂TAKARA--
SYBR Green SupermixBIO-RAD--
StepOne Plus实时荧光定量PCR系统Applied Bioscience--
AVP ELISA试剂盒(小鼠)Zhenke Biotechnology202107
AVP ELISA试剂盒(人)Zhenke BiotechnologyZK-1268
双荧光素酶报告基因检测系统Promega#E1910
StemSep™人CD14阳性选择试剂盒Stemcell14758
淋巴细胞分离液Da you, DAKEWE--
BGI测序仪BGI--
PE标记抗IFNAR1抗体SinoBiological50469-R110-P
PE标记抗IFNAR2抗体R&D SystemsABVR0220021
PerCP-Cy5.5标记抗小鼠Ly6G抗体BD Bioscience560602
FITC标记抗小鼠CD11b抗体BD Bioscience553310
Alexa Fluor 700标记抗小鼠CD45抗体BioLegend103128
FITC标记抗人CD3抗体eBioscience4312299
Alexa Fluor 488标记抗人CD19抗体Biolegend302219
PerCP-Cy5.5标记抗人CD14抗体BD Bioscience550708
BD FACS Canto II流式细胞仪BD Bioscience--
QuickChange Lightning定点突变试剂盒Stratagene210518

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
AHI1表达检测
MDD患者和健康对照的样本数量、年龄、性别匹配;抑郁模型小鼠的建立方法(空间限制应激)及周期
阅读提示:Methods: Human samples; Establishment of depression mouse model
病毒感染实验
病毒株(VSV、H1N1、HSV-1)、感染复数(MOI)、感染时间;体内感染剂量(PFU/g体重)、给药途径(i.p.)
阅读提示:Methods: Viruses and viral infection in vitro; Viral infection in vivo
IFN-I信号检测
IFN-β/IFN-α浓度(IU/mL)、刺激时间;ISG引物序列
阅读提示:Methods: RT-qPCR; Figure legends 2b, 2e
Tyk2稳定性测定
CHX浓度(μg/mL)、处理时间点;Western blot抗体稀释比例
阅读提示:Methods: Cycloheximide (CHX) pulse chase assay; Figure legend 3f
AVP处理
AVP浓度(μM)、处理时间(24h);AVP受体拮抗剂浓度
阅读提示:Methods: Cell culture and reagents; Figure legend 6a-f
美普他酚处理
美普他酚浓度(μM)、处理时间(24h);体内剂量(mg/kg)及给药方式
阅读提示:Methods: Meptazinol and AVP administration in vivo; Figure legends 7a-f, 8a-f