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在免疫细胞的抗病毒反应中，转录组范围内的可变多聚腺苷酸化（APA）作用重大，但 CPSF6 蛋白下调的机制不明。中山大学研究人员经研究发现，MAVS 激活 SYVN1 核转运，后者催化 CPSF6 的 K48 连接多聚泛素化使其降解，促进 APA 转换和抗病毒效应，为免疫干预提供新靶点。
在生命的微观世界里，免疫细胞时刻守护着我们的健康。当病毒来袭，免疫细胞会迅速做出反应，其中可变多聚腺苷酸化（Alternative Polyadenylation，APA）起着关键作用。它能像一个神奇的 “开关”，在免疫细胞受到抗原或病原体刺激时，调整基因的表达，产生具有不同 3' 末端的 mRNA 异构体，进而影响转录组的复杂性。比如，在巨噬细胞应对水泡性口炎病毒（Vesicular Stomatitis Virus，VSV）感染时，APA 能让免疫相关基因的 3' 非翻译区（3'UTR）缩短，增强 mRNA 的稳定性和翻译效率，通过 I 型干扰素（IFN-I）信号通路促进抗病毒免疫反应。
然而，这个 “开关” 背后的调控机制却一直是个谜。尤其是 CPSF6 蛋白，作为 3' 末端加工因子之一，在病毒感染时其蛋白水平会显著下降，从而介导巨噬细胞的 APA 变化并发挥抗病毒作用，但这一过程的具体信号通路和分子机制却不清楚。为了揭开这些谜团，中山大学的研究人员展开了深入研究。
他们的研究发现意义重大。在 VSV 感染巨噬细胞的过程中，MAVS（线粒体抗病毒信号蛋白）会触发 E3 连接酶 SYVN1 经 NUP153 介导转运到细胞核。进入细胞核的 SYVN1 就像一把 “分子剪刀”，催化 CPSF6 发生 K48 连接的多聚泛素化修饰，使 CPSF6 通过蛋白酶体降解。CPSF6 蛋白水平的降低引发了转录组范围内的 APA 转换，最终产生了抗病毒效应。这一发现不仅揭示了基于 CPSF6 蛋白泛素化修饰的抗病毒机制，还为开发免疫干预措施提供了潜在的靶点，就像为治疗病毒感染性疾病找到了一把新的 “钥匙”。该研究成果发表在《Cell Reports》上。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。通过 3' 末端测序（如 IVT - SAPAS 方法）确定 3'UTR 的变化；利用蛋白质免疫印迹（Western blot）检测蛋白表达水平；采用免疫沉淀（Immunoprecipitation）分析蛋白质之间的相互作用；运用 RNA 干扰（RNA interference，RNAi）技术敲低相关基因表达，探究其功能。
研究结果如下：
- VSV 感染后巨噬细胞中 CPSF6 蛋白显著减少且 3'UTR 缩短：研究人员用 VSV 感染人单核细胞白血病（THP - 1）细胞、小鼠原代腹腔巨噬细胞（PMs）、骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）和小鼠 L929 细胞，通过 3' 末端测序和蛋白质免疫印迹等技术发现，只有 CPSF6 蛋白水平显著降低，而其 mRNA 水平无明显变化。并且，这种现象在多种病毒感染及模拟病毒刺激时均存在，表明 CPSF6 蛋白的减少可能是通过翻译后修饰和降解来调控的。
- CPSF6 蛋白经 E3 连接酶 SYVN1 介导的泛素 - 蛋白酶体途径降解：用蛋白酶体抑制剂 MG132 和自噬抑制剂处理 THP - 1 细胞后发现，MG132 可阻断 VSV 介导的 CPSF6 降解，且 CPSF6 的泛素化水平升高。通过敲低潜在的 E3 连接酶，发现 SYVN1 敲低会显著降低 CPSF6 的泛素化水平并提高其蛋白表达。此外，小分子 LS - 102 抑制 SYVN1 酶活性后，CPSF6 的泛素化修饰水平也明显降低，表明 SYVN1 在 VSV 感染时介导 CPSF6 的泛素化修饰和降解，对 3'UTR 缩短和抗病毒免疫至关重要。
- SYVN1 与 CPSF6 直接相互作用：通过免疫共沉淀实验发现，内源性的 CPSF6 和 SYVN1 在 THP - 1 细胞中可相互沉淀，过表达的 Myc - CPSF6 和 FLAG - SYVN1 在 HEK293T 细胞中也存在相互作用。进一步研究发现，CPSF6 的 RNA 识别基序（RRM）结构域可与 SYVN1 结合，且随着病毒感染时间延长，CPSF6 与 SYVN1 的结合增多。
- SYVN1 靶向 CPSF6 的 K161/K185 位点进行 K48 连接的多聚泛素化：研究人员构建了多种泛素突变体和 CPSF6 突变体进行实验。结果表明，SYVN1 可介导 CPSF6 发生 K48 连接的多聚泛素化，且 K161 和 K185 是其主要的泛素化位点。当这两个位点发生突变时，CPSF6 的降解和泛素化修饰均受到显著抑制。
- CPSF6 的泛素化降解促进巨噬细胞的 APA 和抗病毒先天免疫：通过构建稳定敲低 CPSF6 的 THP - 1 细胞系和稳定表达不同 CPSF6 突变体的细胞系，研究发现 CPSF6 敲低可抑制 VSV 复制，而 CPSF6 突变体（K161R、K185R、K161R/K185R）会使细胞的 3'UTR 更长，病毒载量增加，免疫相关基因表达降低。敲低 SYVN1 或用其抑制剂 LS - 102 处理细胞，会促进病毒复制并抑制免疫相关基因表达，表明 SYVN1 介导的 CPSF6 泛素化降解可促进 APA 和抗病毒效应。
- MAVS 通路触发 SYVN1 核转运：免疫荧光和细胞组分分离实验表明，VSV 感染后，SYVN1 会从细胞质转运到细胞核。进一步研究发现，NUP153 与 SYVN1 相互作用，过表达 NUP153 可促进 CPSF6 降解，敲低 NUP153 则抑制其降解。敲低 MAVS 或 ZNFX1 可抑制 CPSF6 降解和 SYVN1 核转运，且 MAVS 与 SYVN1 存在相互作用，MAVS 敲低会降低 CPSF6 的泛素化修饰水平，表明 MAVS 激活后经 NUP153 介导 SYVN1 核转运，进而降解 CPSF6 发挥抗病毒作用。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 MAVS 通路激活 SYVN1 核转运，进而泛素化降解 CPSF6，促进 APA 转换和抗病毒效应的新机制。这一发现为理解免疫细胞的抗病毒反应提供了新视角，在转录后修饰水平上对 APA 调控有了更深入的认识。然而，研究也存在一些局限性，如 ZNFX1 激活 MAVS 的机制以及 SYVN1 去甲基化的调控机制和对核转运的影响仍有待进一步研究。但总体而言，该研究为开发针对病毒感染的免疫干预策略提供了重要的理论基础和潜在靶点，为未来治疗病毒感染性疾病开辟了新的方向。
