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本文聚焦果蝇 Toll-9 在抗病毒免疫中的作用,发现其作为模式识别受体(PRR)结合病毒 dsRNA,定位于内体,通过上调 Dicer2、抑制 AKT 磷酸化抑制果蝇 C 病毒(DCV)复制,为理解昆虫先天免疫及 TLR 同源受体功能提供新视角。
内容归纳
Toll-9 在抗病毒免疫中的关键作用
研究发现,Toll-9 基因中插入转座子的果蝇对 DCV 感染更敏感,死亡率更高,DCV 的 RNA 和衣壳蛋白水平显著升高,病毒滴度也更高,表明 Toll-9 参与抗 DCV 的抗病毒免疫,其突变会使果蝇易感染 DCV 并增加病毒载量。
Toll-9 对 RNAi 相关基因及 JAK/STAT 通路的调控
DCV 感染的 Toll-9 突变果蝇中,RNAi 关键基因 Dicer2 和 Argonaute2 的表达在感染后 1 天和 3 天都低于对照组,而 JAK/STAT 通路相关基因 Upd2、Upd3 和 Vir1 的表达则升高,但 JAK/STAT 通路的上调不足以弥补 RNAi 基因诱导的缺失,无法产生足够的抗病毒状态。
Toll-9 稳定表达对 DCV 感染的影响
在果蝇 S2 细胞中稳定表达 Toll-9,经硫酸铜诱导后,细胞对 DCV 感染的抗性增强,DCV 复制减少,同时 Dicer2 表达显著升高,说明 Toll-9 通过诱导 Dicer2 限制病毒复制。
AKT 磷酸化在 DCV 感染中的作用及 Toll-9 的调控
DCV 感染 naive S2 细胞时 AKT 磷酸化增加,而 Toll-9 存在时 AKT 磷酸化减少,病毒载量也降低。用 AKT 抑制剂处理后,病毒载量大幅减少,表明 Toll-9 可能通过调节 AKT 去磷酸化限制 DCV 复制,AKT 磷酸化降低可能抑制病毒复制。
Toll-9 的亚细胞定位
Toll-9 定位于内体,与早期内体标记 Rab5 和晚期内体标记 Rab7 共定位,其 N 端存在信号肽,属于 Sec/SPI 通路,靶向囊泡通路,提示其在内体中发挥作用。
Toll-9 与 dsRNA 的相互作用
Toll-9 与 dsRNA 在体内外均能直接结合,在 DCV 感染或 poly(I:C)处理后,Toll-9 与 dsRNA 在内体中共定位,免疫沉淀和 RNA 电泳迁移率变动分析等实验证实了两者的直接结合,表明 Toll-9 作为 dsRNA 识别受体发挥作用。
讨论与结论
Toll-9 结构与哺乳动物 TLRs 相似,定位于内体,结合 dsRNA 后诱导 Dicer2 表达并抑制 AKT 磷酸化,从而限制 DCV 复制,其机制可能与 FoxO 核转位调控 Dicer2 有关。该研究揭示了 Toll-9 在抗病毒免疫中的重要作用,为理解昆虫先天免疫机制及 TLR 同源受体功能提供了依据,但 Toll-9 信号下游组件及 AKT 调控的具体机制尚需进一步研究。