PNAS:RNAi和比较基因组学发现保守的免疫基因

研究人员运用RNAi方法逐个干扰线虫1号染色体基因，得到多个和天然免疫有关的基因并查明其中11个在线虫和培养小鼠细胞两个系统中都起作用的基因。随后在线虫突变体中验证了其中的四个基因。因为这些基因非常保守，研究者认为它们可能同样在人类免疫系统中起作用，有可能成为新的治疗靶点。

　　

     生物通报道：在本周发表在PNAS上的一篇文章中，来自NIH和Duke大学的研究者们在果蝇和细胞中用RNAi实验鉴别了多个可能与天然免疫相关的基因，并查明其中11个在线虫和培养小鼠细胞两个系统中都起作用的基因，在蛋白相互作用网络上定位了这些基因的表达产物。这个团队随后在线虫突变体中验证了其中的四个基因。

    因为这些基因非常保守，研究者认为它们可能同样在人类免疫系统中起作用，有可能成为新的治疗靶点。

    天然免疫系统非特异性地摧毁入侵的病毒、细菌和受损的自身细胞，预防感染，提供了一个短期而非长期的自适应保护。尽管它在宿主免疫体系中非常关键，但如果它过度活跃，也会造成免疫疾病譬如哮喘、动脉硬化和败血症。

     为了更好地了解这个系统，NIH的遗传学家Scott Alper和他的同事从模式生物线虫开始，在多个生物体中运用RNAi筛选鉴定影响天然免疫系统的基因。

    首先，他们挨个干扰了线虫1号染色体上的2416个基因，来看干扰后的效果。Alper他们用含有特定RNA分子的大肠杆菌来喂养线虫。尽管线虫缺少高等生物如人类的免疫系统中的多个元件，但它们也确实表达抗菌蛋白来应对潜在的病原菌。研究者在一个抗菌蛋白clec-85的启动子后面融合了一个绿色荧光蛋白基因，利用这个特性来评估线虫的免疫反应。结果1号染色体上约1.3%的基因（2400多中的32个）影响了clec-85的表达。

     然后，他们用相似的RNAi方法逐个干扰了约200个候选基因，据文献报道这些基因与免疫功能或应激反应有关。Alper说，毫无疑问，这次的命中率更高，192个基因中的25个是clec-85-GFP的表达所必需的。当他们定位1号染色体鉴定出的32个基因产物和随后的25个基因后，他们发现了几个不同的网络，每个至少包含一种他们感兴趣的蛋白。其中一个网络含有四个鉴定出的蛋白，每一个都与一个名为SIAH-1的酶相互作用，这个酶是调节转录因子NF-kappa-B的活性的。因此，研究者怀疑这个网络的其他基因也参与了天然免疫。因此，他们又用RNAi来验证这一点。他们抑制了网络中的两个基因siah-1和cri-3。正如料想的一样，这个基因被抑制的同时，clec-85-GFP的表达也减少了。

     同样地，研究者在小鼠巨噬细胞培养物中用siRNA干扰了59个线虫免疫基因中的27个，然后评估细胞在存在内毒素（脂多糖）的情况下是否会影响细胞因子的分泌。通过这个方法，他们鉴定了11个基因能同时影响线虫和小鼠巨噬细胞的免疫反应。他们又在体内用线虫突变体深入验证了其中的4个基因。

    当然，如果现在就说这些基因包含在免疫信号通路中或执行下游的免疫过程还为时尚早。Alper指出，某些基因也可能通过影响整体的活力来干扰免疫系统。

    未来，Alper他们计划利用现有的小鼠模型来探究更多的免疫相关基因。他们也会看看这些基因是否在人类的免疫系统中起作用。

     研究者也指出这些新鉴定的基因也可能成为药物的靶点，尤其是与异常天然免疫相关的疾病例如哮喘。他们在文章中写道：“因为次研究中鉴定出的这些基因和信号通路在几种模式生物中表现出了进化上的保守功能，他们也可能成为免疫反应的重要介质，并成为炎症疾病的潜在药物靶点。”（生物通记者余亮）