转录抑制因子Capicua(CIC)调控细胞固有干扰素反应的新机制及其在抗病毒免疫中的关键作用

【字体: 时间:2025年03月25日 来源:Cell Host & Microbe 20.6

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  这篇研究揭示了转录抑制因子Capicua(CIC)-ATXN1L复合物通过结合干扰素刺激基因(ISG)启动子区的CIC结合位点(CBS),在稳态下抑制内源性dsRNA触发的异常干扰素(IFN)反应;而在呼吸道病毒感染时,EGFR-MAPK通路激活导致该复合物降解,从而解除抑制并启动强效抗病毒反应。该发现为理解宿主-病毒互作提供了新范式,对自身免疫疾病和抗病毒治疗具有重要启示。

  

【研究背景与意义】
细胞固有抗病毒免疫的核心在于干扰素(IFN)及其刺激基因(ISG)的精确调控。传统观点认为IFN/ISG启动子处于"默认关闭"状态,直到被病毒激活的模式识别受体(PRR)信号通路开启。然而这项研究颠覆性发现,DNA结合转录抑制因子Capicua(CIC)与共抑制因子Ataxin-1 like(ATXN1L)形成的复合物,在稳态下主动维持着IFN/ISG的转录沉默。

【核心发现】
稳态调控机制:
• CIC-ATXN1L复合物通过结合ISG启动子区8核苷酸的CIC结合位点(CBS,序列TSAATGRR),抑制包括MX1、ISG15、TRIM22等数百个ISG的基础表达
• 在人类肺上皮细胞(A549)和小鼠模型中,CIC缺失导致内源性双链RNA(dsRNA)异常激活RLR-MAVS通路,引发IFNβ和ISG的组成型高表达
• ATAC-seq显示CIC缺失使ISG基因座染色质可及性增加,特别是含CBS motif的IRF1、ISG15等基因启动子区

病毒感染时的动态调控:
• 呼吸道病毒(IAV、RSV等)通过血凝素(HA)结合宿主受体激活EGFR-MAPK通路
• 感染后40-60分钟内即发生CIC-ATXN1L的蛋白酶体依赖性降解
• 这种快速降解解除ISG启动子抑制,允许IRF3/7和ISGF3复合物有效启动抗病毒转录程序
• 干扰素处理也可诱导CIC-ATXN1L短暂降解,形成正反馈调节环路

【分子机制验证】
• 报告基因实验证实CIC通过CBS motif特异性抑制IFNβ和ISG(MX1、IFIT1等)启动子
• 构建的嵌合激活因子CIC-VP64可反式激活含CBS的启动子,而突变CBS则消除该效应
• 蛋白酶体抑制剂MG132可阻断病毒感染诱导的CIC降解
• MEK/ERK抑制剂处理抑制CIC降解,显著减弱ISG诱导幅度

【跨物种保守性】
• 小鼠Cic缺失导致肺组织Ifnb1和ISG基础表达升高
• IAV感染时,Cicf/f小鼠比野生型更快清除病毒,伴随更轻的肺部病理损伤
• 进化分析显示从果蝇到人类,CIC均通过EGFR-MAPK通路调控靶基因,但在哺乳动物中"转行"调控免疫基因

【临床意义】
• 为理解自身炎症疾病(如MS)提供新视角:ATXN1基因座与多发性硬化症风险相关
• 解释某些癌症(如EWS)中CIC突变导致的慢性炎症微环境
• 提示MAPK抑制剂可能通过稳定CIC-ATXN1L复合物来缓解"细胞因子风暴"

【技术亮点】
• 整合CRISPR筛选、RNA-seq、ATAC-seq和CBS motif分析的多组学策略
• 构建CIC-VP64合成转录因子验证CBS特异性
• 建立时间分辨率达分钟级的CIC降解动力学分析

【未解问题】
• 非呼吸道病毒(如Zika)为何不触发CIC降解?
• CIC在淋巴细胞中的特异性功能?
• CBS motif的序列变异如何影响个体抗病毒反应差异?

这项研究开创性地描绘了从稳态抑制到感染激活的免疫调控新范式,为理解免疫平衡、病毒致病机制及相关疾病治疗提供了全新视角。特别值得注意的是,CIC-ATXN1L复合物如同免疫系统的"安全阀",既防止内源性dsRNA引发的自身免疫,又确保病毒入侵时能快速释放抗病毒潜能。

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