Argonaute 2通过竞争性结合病毒RNA抑制RIG-I信号通路的机制研究

【字体: 时间:2025年09月03日 来源:iScience 4.1

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  本研究揭示了Argonaute 2(AGO2)在抗病毒免疫应答中的新机制。研究人员发现AGO2能通过竞争性结合5'-三磷酸化病毒RNA(5'ppp-RNA),抑制RIG-I(Retinoic acid-inducible gene I)介导的天然免疫信号通路。该发现阐明了RNA干扰系统与干扰素通路间的交叉调控,为病毒感染和免疫失衡相关疾病提供了新的治疗靶点。

  

在病毒与宿主的永恒博弈中,免疫系统发展出了精密的防御机制。当流感病毒等RNA病毒入侵时,细胞内的RIG-I(维甲酸诱导基因I)受体能识别病毒RNA特有的5'-三磷酸化结构(5'ppp),触发干扰素(IFN)信号级联反应。然而,这个关键的防御系统如何被精确调控以避免过度免疫反应,一直是科学家们探索的谜题。与此同时,作为RNA干扰(RNAi)核心组分的Argonaute 2(AGO2)蛋白,其传统认知是切割病毒RNA的直接效应分子。香港大学Bobo Wing-Yee Mok团队在《iScience》发表的研究,颠覆性地揭示了AGO2通过非经典途径调控先天免疫的新机制。

研究团队运用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建AGO2敲除细胞系,结合免疫共沉淀(Co-IP)、RNA结合蛋白免疫沉淀(CLIP)和微尺度热泳动(MST)等技术,系统解析了AGO2与RIG-I的相互作用机制。通过流感病毒(IAV)和仙台病毒(SeV)感染模型,研究人员发现AGO2能特异性抑制RIG-I介导的免疫应答,而对MDA5通路无影响。

AGO2负调控抗病毒天然免疫应答

通过比较AGO2、DICER和DROSHA敲除细胞系,研究发现仅AGO2缺失会显著增强病毒诱导的IRF3磷酸化和IFNβ表达,证明这种调控独立于经典的RNA干扰通路。当用5'ppp-hpRNA等RIG-I配体刺激时,AGO2敲除细胞的IFNβ启动子活性升高2-3倍,而MDA5配体poly(I:C)-HMW则无此效应。

AGO2与病毒RNA的结合特性

CLIP实验显示AGO2能直接结合流感病毒的基因组RNA(vRNA)和mRNA。值得注意的是,用RNA 5'焦磷酸水解酶(RppH)处理去除5'磷酸基团后,AGO2结合的RNA激活IFNβ的能力显著降低,证实了AGO2对5'ppp结构的特异性识别。

AGO2与RIG-I的竞争性结合机制

结构域定位实验表明,AGO2通过N端和PIWI结构域与RIG-I的CARD和helicase结构域相互作用。MST分析定量显示,AGO2对5'ppp-hpRNA的亲和力(Kd=0.205μM)远高于siRNA(4.46μM)。当AGO2浓度增加时,RIG-I与5'ppp-RNA的结合被显著抑制,形成"分子海绵"效应。

这项研究首次阐明了AGO2通过竞争性结合病毒RNA来调控RIG-I信号通路的分子机制。在进化层面上,这种双重调控既保留了AGO2通过RNAi直接切割病毒RNA的抗病毒功能,又通过抑制RIG-I过度激活维持了免疫稳态。该发现为病毒感染、自身免疫疾病和肿瘤免疫治疗提供了新的分子靶点,特别是为开发既能增强抗病毒免疫又不引发细胞因子风暴的精准调控策略奠定了理论基础。从更广的视角看,这项研究刷新了我们对RNA结合蛋白功能多样性的认知,揭示了一个蛋白在不同细胞区室中执行截然不同功能的精彩范例。

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