RNA剪接连接酶RTCB通过与RNA解旋酶DDX1相互作用抑制天然免疫从而促进甲型流感病毒复制

The RNA-Splicing Ligase RTCB Promotes Influenza A Virus Replication by Suppressing Innate Immunity via Interaction with RNA Helicase DDX1.

作者信息Lei Cao, Xianfeng Hui, Ting Xu, Haiying Mao, Xian Lin, Kun Huang, Lianzhong Zhao, Meilin Jin
PMID37556111
期刊J Immunol
发布时间2023-09-15
DOI10.4049/jimmunol.2200799

实验完整度

包含细胞系模型、原代细胞、基因敲除/过表达、病毒噬斑、qPCR、Western blot、ELISA、双荧光素酶、免疫共沉淀和共定位实验,涉及功能验证和机制验证。

主要模型

A549细胞 THP1细胞 U251细胞 HEK293T细胞 原代人II型肺泡上皮细胞

重点核对

细胞系来源:美国典型培养物保藏中心(ATCC) 病毒感染MOI:0.01、0.1、0.5、1 感染时间点:12、24、36小时 RTCB敲除方法:CRISPR/Cas9,sgRNA靶向RTCB基因外显子 病毒株:H1N1-PR8、H5N6-JX、H3N2-HB

摘要

RNA剪接连接酶RNA 2',3'-环磷酸和5'-OH连接酶(RTCB)是tRNA剪接连接酶复合物的催化亚基,在催化tRNA剪接和调节未折叠蛋白反应中发挥重要作用。然而,RTCB在甲型流感病毒(IAV)复制中的功能尚未被描述。在本研究中,RTCB被揭示为一种被IAV抑制的宿主因子,在几种转化细胞系以及原代人II型肺泡上皮细胞中,流感病毒感染期间其表达显著下调,且其敲除损害了IAV的增殖。机制上,RTCB缺失导致响应IAV感染的I型和III型干扰素及促炎细胞因子水平显著升高,这通过RTCB过表达研究得到证实。最后,发现RTCB与DDX21竞争性结合RNA解旋酶DDX1,减弱DDX21-DDX1的关联,从而抑制干扰素及下游干扰素刺激基因的表达。我们的研究表明RTCB在促进IAV复制中发挥关键作用,并揭示RTCB-DDX1结合相互作用是宿主对抗病毒感染的重要免疫调节因子。

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
RTCB是否以及如何影响甲型流感病毒的复制?
核心机制
RTCB与DDX1结合,竞争性抑制DDX1与DDX21的相互作用,从而减弱DDX1-DDX21-DHX36复合物介导的干扰素和促炎细胞因子表达,抑制天然免疫应答,促进病毒复制。
主要证据
在多种细胞系中敲除RTCB降低病毒滴度,过表达则增强;RTCB敲除增强IAV诱导的I型和III型干扰素及ISG表达;免疫共沉淀显示RTCB与DDX1相互作用并竞争DDX1与DDX21结合;DDX1敲低消除RTCB对IFN-β的抑制作用。
研究意义
本研究增进了对RTCB作为免疫调节剂的理解,并扩大了其作为控制病毒感染治疗靶点的应用前景。

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RTCB表达对IAV感染的响应

确定IAV感染是否影响RTCB表达。

用不同IAV株(H1N1-PR8、H5N6-JX、H3N2-HB)以不同MOI感染多种细胞系和原代细胞,通过qPCR和Western blot检测RTCB mRNA和蛋白水平。

2

验证RTCB对IAV复制的影响

确定RTCB是否影响IAV的增殖。

通过CRISPR/Cas9敲除RTCB或siRNA敲低,利用噬斑实验和Western blot检测病毒滴度和病毒蛋白水平,同时构建RTCB过表达稳转细胞系,观察对病毒复制的影响。

3

评估RTCB对干扰素和炎症因子表达的影响

探究RTCB是否调节IAV或poly(IC)诱导的先天免疫应答。

在RTCB敲除或过表达细胞中,用IAV或poly(IC)刺激,通过RT-qPCR和ELISA检测I型和III型干扰素及ISGs的mRNA和蛋白水平。

4

检测RTCB对IFN-β、NF-κB和ISRE启动子活性的影响

确定RTCB对IAV诱导的信号通路激活的影响。

在HEK293T细胞中共转染IFN-β-Luc、NF-κB-Luc或ISRE-Luc及RTCB表达质粒或siRNA,PR8感染后检测双荧光素酶活性。

5

验证RTCB与DDX1相互作用并影响DDX1-DDX21复合物

验证RTCB与DDX1结合并竞争性抑制DDX1与DDX21的相互作用。

通过免疫荧光共定位和免疫共沉淀检测RTCB与DDX1的相互作用,并在RTCB敲除或过表达细胞中检测DDX1与DDX21的共沉淀水平。

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
Ham's F-12培养基HyClone--
DMEM培养基HyClone--
RPMI 1640培养基HyClone--
胎牛血清PAN-Biotech--
青霉素-链霉素----
聚肌胞苷酸Sigma-Aldrich42424-50-0
lentiCRISPR v2载体----
psPAX2包装质粒----
pMD2G包膜质粒----
MEM培养基----
琼脂Sigma-Aldrich--
甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲酮Sigma-Aldrich--
结晶紫Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂Invitrogen--
AMV XL逆转录酶TaKaRa--
SYBR Green染料----
Hoechst染料----
DAPI染料BeyotimeC1002
Western及IP细胞裂解液Beyotime--
聚偏二氟乙烯膜----
ECL检测系统Tannon--
Lipofectamine 2000转染试剂----
蛋白酶抑制剂混合物MCE--
蛋白A/G琼脂糖Santa Cruz--
pRL-TK海肾荧光素酶报告质粒----
IFN-β荧光素酶报告质粒----
ISRE荧光素酶报告质粒----
NF-κB荧光素酶报告质粒----
双荧光素酶检测试剂盒Promega--
人IFN-α、IFN-β、IFN-λ ELISA试剂盒Multi Sciences--
CCK-8试剂盒Dojindo Molecular Technologies--
抗RTCB兔多克隆抗体Proteintech19809-1-AP
抗DDX1兔多克隆抗体Proteintech11357-1-AP
抗DDX21兔多克隆抗体Proteintech10528-1-AP
抗DHX36兔多克隆抗体Proteintech13159-1-AP
抗Flag小鼠单克隆抗体SigmaF1804
抗HA兔多克隆抗体Proteintech51064-2-AP
抗GAPDH小鼠单克隆抗体Proteintech60004-1-Ig
Alexa Fluor 488标记羊抗鼠二抗Sungene BiotechGM200G-02C
Alexa Fluor 594标记羊抗兔二抗Sungene BiotechGR200G-43C

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
细胞培养
细胞系来源(ATCC),培养基类型、血清浓度、培养条件
阅读提示:Materials and Methods: Cells and viruses
病毒感染
病毒株、感染MOI、感染时间、PBS洗涤次数、病毒培养生物安全等级
阅读提示:Materials and Methods: Cells and viruses, Virus manipulation
基因敲除/过表达
CRISPR/Cas9 sgRNA序列、载体、筛选浓度和周期、转染方法
阅读提示:Materials and Methods: Generation of the RTCB knockout cells, Generation of the stable RTCB-overexpressing cell lines
干扰素检测
刺激物、剂量、时间、检测方法(RT-qPCR、ELISA)
阅读提示:Results: RTCBKO enhances IAV- or poly(IC)-triggered expression of IFNs
免疫共沉淀
细胞裂解液、抗体、磁珠或琼脂糖、孵育时间和温度
阅读提示:Materials and Methods: Immunoprecipitation assay