抗病毒先天免疫信號通路與低氧信號通路為細胞中兩個經(jīng)典且古老的信號通路，從高等脊椎動物到低等的無脊椎動物都高度保守。對于這兩條通路之間的交互作用，尤其是氧氣以及受氧氣調(diào)控的關(guān)鍵因子在先天免疫信號通路中的作用及其機制，是該領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題。 

　　最近，中國科學(xué)院水生生物研究所肖武漢團隊發(fā)現(xiàn)低氧信號通路核心轉(zhuǎn)錄因子HIF1a的抑制因子FIH（也稱天冬酰胺羥化酶）在抗病毒先天免疫中具有重要的作用。 

　　通過前期的篩選，研究人員發(fā)現(xiàn)酶活與氧濃度密切相關(guān)的FIH能夠與先天免疫信號通路中的IKK 相互結(jié)合。過表達FIH減弱了IRF3的磷酸化水平，同時顯著抑制先天免疫信號通路下游基因的表達，以及促進了病毒的復(fù)制；而當(dāng)在細胞系敲除FIH，可得到相反的實驗結(jié)果，表明FIH負調(diào)控病毒誘導(dǎo)的先天免疫信號通路。 

　　由于FIH對先天免疫信號通路的調(diào)控依賴其羥化酶活性。通過篩選預(yù)測的各酶活突變體可知，當(dāng)FIH第199位組氨酸突變成丙氨酸，FIH喪失了其對先天免疫信號通路的調(diào)控作用。由于FIH的酶活性與氧濃度息息相關(guān)，研究人員又探究了低氧狀態(tài)下FIH對免疫信號通路的調(diào)控作用。結(jié)果表明，0.1%氧濃度狀態(tài)下，抑制了FIH對先天免疫信號通路的調(diào)控。 

　　FIH靶向調(diào)控IKK ，主要羥基化IKK 哪個天冬酰胺位點？通過質(zhì)譜法分析可知，FIH能夠羥基化IKK 第254、700和701位天冬酰胺位點。進一步分析發(fā)現(xiàn)，FIH通過羥基化IKK 第700、701位天冬酰胺位點，抑制IKK 與TBK1或TRAF3的結(jié)合。同時，泛素化實驗結(jié)果表明，FIH通過羥基化IKK 第254位天冬酰胺位點，抑制了IKK 第416位賴氨酸K63鏈接的多聚泛素化。已知泛素復(fù)合體cIAP1/cIAP2/TRAF2能夠泛素化IKK ，對該復(fù)合體與FIH在IKK 泛素化過程中的作用分析可知，FIH抑制了cIAP1對IKK 第416位賴氨酸的泛素化。通過敲降或敲除cIAP1，顯著抑制了FIH對IKK 的調(diào)控。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建了Fih敲除的斑馬魚和小鼠。經(jīng)病毒感染實驗表明，敲除FIH顯著增強了宿主抵抗病毒的能力。該研究成果為先天免疫信號通路與低氧信號通路之間的交互作用提供了新的證據(jù)。 

　　以上研究成果以“Factor inhibiting HIF (FIH) negatively regulates antiviral innate immunity through hydroxylation of IKK？”為題于2023年12月22日，發(fā)表在《Cell Reports》上，蔡孝廉博士為第一作者，肖武漢為通訊作者。該研究受到國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目、國家自然科學(xué)基金重點基金、中國科學(xué)院先導(dǎo)專項A、中國科學(xué)院特別研究助理項目、中國博士后科學(xué)基金項目等的資助。 

　　網(wǎng)址鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113606 

FIH在天然免疫通路中的調(diào)控模式圖