Cell Reports | 祁斌实验室揭示溶酶体活性调控先天免疫的机制

发布时间: 2024年04月29日 10:06 阅读次数:

病原菌能够靶向V-ATPase,抑制溶酶体酸性和融合,从而导致溶酶体功能障碍。然而,细胞能否检测到功能失调的溶酶体并启动免疫反应的机制尚不清楚。2024428日,云南大学生命科学中心祁斌课题组在Cell Reports上以Lysosomal dysfunction by inactivation of V-ATPase drives innate immune response in C. elegans为题,报道了溶酶体功能紊乱(V-ATPase失活激活先天免疫的机制。

1. 建立筛选体系:之前的研究表明,铜绿假单胞菌PA14感染线虫时,会特异诱导irg-1基因的表达,帮助宿主对抗感染。为了寻找响应PA14感染的潜在调控因子,研究者采用irg-1p::gfp作为报告基因进行全基因组RNAi干扰筛选,结果发现V-ATPase功能失活可以抑制PA14irg-1的诱导激活。

2. 筛选结果解读: V-ATPase功能失活(RNAi)后,PA14感染无法激活irg-1免疫通路,因此动物很可能无法有效抵抗病原菌。实验证实与假设相反,V-ATPase功能缺失突变体(vha)却能够抵抗PA14感染。根据能量守恒定律,动物在面对病原菌感染时会进行最优的能量分配以抵御感染。因此,研究者推测vha突变后可能激活了其他免疫信号,导致没有足够的能量来激活irg-1免疫通路。

3. 阐明机制:为了解析V-ATPase调控先天免疫的机制,研究者进行了IP-MS实验分析,发现V-ATPase与调节UPRmt反应的关键转录因子DVE-1相互作用。V-ATPase功能受损时,溶酶体活性下降,DVE-1在细胞核中的积累显著增加,诱导激活UPRmt反应。UPRmt反应进一步激活先天免疫相关基因的表达,增强宿主对病原菌感染的抵抗能力。此外,研究还发现V-ATPase功能缺失会导致动物消耗更多的能量以对抗感染,但这可能以发育为代价。


综上,本研究采用秀丽线虫—铜绿假单胞菌互作模型,深入解析病原菌感染条件下,动物是如何感知溶酶体受损信号并将信息传递给线粒体进而启动先天免疫的科学问题,同时也从能量守恒角度解读了能量分配在调控免疫通路中的重要角色,为理解免疫系统的复杂性提供了新的视角。


云南大学生命科学中心博士研究生浦雪飘为该论文的第一作者。祁斌研究员为论文通讯作者。


致谢:本研究得到西南联合研究生院云南省科技专项,科技部国家重点研发计划,国家自然科学基金,云南省基础研究计划,云南大学双一流等经费资助。感谢北京大学刘颖教授,南方科技大学王晓晨教授,云南大学杨崇林教授分享线虫株系;南方科技大学王晓晨教授,云南大学杨崇林教授、单昭研究员对于课题的建议;云南大学蛋白质组平台武旭娜研究员提供蛋白质组服务;实验室蔡蓉在显微注射中的帮助。


温馨提示:祁斌课题组主要从事细菌与宿主互作调控研究,重点关注细菌与宿主消化系统、免疫系统互作,自201910月成立实验室,研究成果以通讯作者发表在Cell Reports (2004, 2023), eLife (2024), Nature Communications (2024), Cell Host & Microbe (2022)等期刊。现因发展需要,长期诚聘博士后。有兴趣加入课题组的同学,请联系:qb@ynu.edu.cn  

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114138


第一作者介绍:

浦雪飘,2017年毕业于中北大学,2020年获广西大学硕士学位,20209月至今在海燕策略研究中心攻读博士学位。对动物如何响应病原菌感染感兴趣。