Nature揭示重要免疫識別機制

日期：2014-08-13 09:06:11

我們的免疫傳感系統可通過病毒核糖核酸的某些特定的特征來檢測到諸如流感一類的病毒。但以往并不清楚免疫系統防止病毒穿上分子偽裝來逃避檢測的機制。

現在由波恩大學醫院和倫敦研究所的研究人員組成的一個國際研究小組發現，我們的免疫傳感系統在分子水平上對病毒發動了攻擊。通過這種方式，健康的機體能夠控制住輪狀病毒。輪狀病毒是腹瀉流行的一個常見病因。他們將研究結果發表在《自然》（Nature）雜志上。

每天我們的機體都面對著各種各樣的病毒和其他的病原體。我們的免疫系統必須不斷地判斷，哪些是“外源”物質，哪些是自身身體的組成部分，確保機體自身的細胞不會遭到防御部隊無心的攻擊。

一些病毒會模擬機體自身的結構，因此向免疫系統提出了一個特殊的挑戰。免疫系統像感覺器官那樣發揮作用，以這種方式持續地檢測危險物，啟動適當的防御機制。這一免疫傳感系統通過監測機體自身的RNA尋找具有典型病毒特征的RNA來搜索病毒。在RNA病毒中，RNA是病毒遺傳信息的載體。為了繁殖，病毒必須擴增它們的RNA，這種擴增會導致形成一些分子模式，免疫傳感系統可轉而利用這些分子模式來檢測到病毒。

人們認識到RIG-I樣受體(RLRs)在RNA病毒檢測中發揮至關重要的作用已有一段時間。這些受體充當了免疫系統的“火警警報器”：當來自病毒的RNA分子結合到這些受體上，就會啟動一個信號鏈，導致生成一些可以最終對抗病毒的物質。

“在病毒RNA擴增過程中，在形成的RNA分子的一端不可避免地會出現一個三磷酸基團。幾年前，我們第一次證實了正是這一三磷酸基團使得RIG-I能夠檢測到新形成的病毒RNA。以往，人們認為病毒可通過簡單的分子欺騙策略來逃避這種檢測，”波恩大學醫院臨床化學和臨床藥理學研究所主任Gunther Hartmann教授說。

RIG-I：向病毒發動分子攻擊

與來自倫敦研究所免疫生物學實驗室的科學家們一起，波恩大學醫院的研究人員調查了呼腸孤病毒（reoviruses）的免疫識別機制。這一病毒科包括有輪狀病毒，輪狀病毒可引起嚴重腹瀉，每年其導致了全世界100多萬兒童死亡。由于它們的RNA不包含三磷酸基團，過去對于輪狀病毒的免疫識別不是很清楚。現在研究人員發現，在輪狀病毒RNA雙鏈的末端一個帶有二磷酸基團的RNA結構同樣可以觸動RIG-I，向免疫系統發出警報。

“這一研究發現對于檢測除呼腸孤病毒之外的RNA病毒具有重要意義：在病毒的進化過程中從分子上改變三磷酸基團相對簡單，”Schlee博士說。這一過程的第一步通常是分離三磷酸基團最外面的磷酸基團。這一步對于病毒完成對RNA的進一步修飾，穿上分子隱身衣至關重要。然而，由于高度特化RIG-I介導的對二磷酸基團的免疫識別，病毒極難生成任何形式的進一步的分子偽裝。

因此，RIG-I從兩方面攻擊了病毒，顯著地限制了它的進一步進化。“不對呼腸弧病毒展開調查，我們發現不了這一通用的病毒檢測機制，”Hartmann教授說。由于呼腸弧病毒科的成員病毒RNA中也包含二磷酸基團，健康機體可以檢測到這些病毒，在數日之內控制住這些疾病。而營養不良的兒童不能召集這些后備兵員，疾病可轉為致命。

免疫系統：維持健康的感官系統

研究人員看到了解譯病毒檢測的一個重要的應用潛力：“我們當前已開發了一些人工合成的病毒RNA拷貝，以便能夠以一種針對性的方式向我們的免疫系統發出警報，”Hartmann說。