中国医学科学院北京协和医学院曹雪涛团队再发文

9月6日，中国医学科学院北京协和医学院曹雪涛及Xu Xiaoqing在《Cell Death & Disease》上在线发表题为“Lysine methyltransferase SMYD2 inhibits antiviral innate immunity by promoting IRF3 dephosphorylation”的研究论文，该研究报道赖氨酸甲基转移酶SMYD2在病毒感染时抑制巨噬细胞中IFN-I和促炎细胞因子的表达。Smyd2缺陷小鼠通过产生更多的IFN-I和促炎细胞因子来抵抗病毒感染。

https://www.nature.com/articles/s41419-023-06118-y#Abs1

研究背景

 01 

先天免疫应答是保护宿主免受病原体感染的第一线。在先天免疫细胞和其他类型的细胞中表达的模式识别受体（PRR），例如RIG-I，MDA5和cGAS，可识别病原体相关分子模式（PAMP）以触发信号通路，例如MAVS-TBK1-IRF3途径，磷酸化IRF3（p-IRF3）易位到细胞核中，从而诱导I型干扰素（IFN-I）的产生，以消除包括病毒在内的入侵病原体。NF-κB对于感知病毒RNA或DNA后产生IFN-I和促炎细胞因子也至关重要。IRF3具有具有特征性5个色氨酸重复序列的N端DNA结合结构域（DBD），C端包含保守的IRF关联结构域（IAD）和磷酸受体位点丰富的序列。IRF3在细胞质中作为非活性单体组成型表达和定位，其由IAD两侧的自身抑制结构域维持。TBK1/IKKε对IRF3的磷酸化对于诱导IFN-I响应病毒感染至关重要，因此需要充分了解先天反应中IRF3磷酸化的调节。

赖氨酸甲基转移酶通过甲基化修饰组蛋白和无组蛋白，甲基化通过调节染色质重塑和蛋白质构象在一系列生物学和免疫学过程中具有关键功能。SMYD蛋白是一类蛋白质赖氨酸甲基转移酶，其甲基化组蛋白和非组蛋白靶标，到目前为止有五个已鉴定的成员SMYD 1-5。SMYD是SMYD5的除外，它由s序列、MYND结构域、插入SET结构域（SETi）、ET、后ET和CTD结构域组成，并且该家族的结构很特殊，因为SET（杂散抑制因子、Zeste增强子、Trithorax）结构域由MYND结构域隔开。SET结构域是几乎所有组蛋白甲基转移酶中赖氨酸甲基化的保守催化单元，MYND结构域是锌指基序，主要介导蛋白质-蛋白质相互作用。据报道，SMYD蛋白在肿瘤发生、肌生成和心肌细胞分化中起重要作用。然而，SMYD2在抗病毒先天免疫应答中的功能尚不清楚。

Smyd2的缺失促进一系列I型细胞因子和ISG的表达

 02 

转录组测序显示，与对照组相比，VSV感染的Smyd2−/− PM中有298个增加的基因和882个减少的基因（图4A，B）。KEGG分析表明，未受VSV刺激的Smyd2−/− PM的差异表达基因在泛素介导的蛋白水解、肌动蛋白细胞骨架调控、溶酶体、单纯疱疹感染、Rap1信号通路和趋化因子信号通路等信号通路中富集。VSV感染的Smyd2−/− PM的差异表达基因富集在TNF信号通路、PI3K-Akt信号通路、局灶粘附和ECM-受体相互作用等通路中。我们进一步分析了测序数据，以确认感染VSV的Smyd2−/− PM中参与免疫应答的基因表达增加。我们发现，与对照组相比，Smyd2−/− PM中一系列细胞因子（尤其是IFN-I）和转录因子Stat5a的mRNA表达显著增加（图4C）。此外，许多干扰素刺激的基因（ISG），如Bcl2l11和Trim家族，在Smyd2−/−PM中增加，以响应VSV感染（图4D）。几种ISG，如Ifit1，Isg15，Cxcl10和Ccl5，被证实在感染VSV的Smyd2−/− PM中显著增加（图4E）。综上所述，我们的转录组测序数据进一步证实，SMYD2通过靶向IFN-I产生来抑制抗病毒先天免疫应答。

Smyd2缺陷巨噬细胞中抗病毒先天免疫应答增加。

研究结论

 03 

本研究，我们证明了SMYD2通过抑制IRF3磷酸化来抑制抗病毒IFN-I的产生，IRF3磷酸化与其甲基转移酶活性无关。在机制上，SMYD2通过IRF3的结合IAD结构域与IRF3相互作用，磷酸酶PP1α被SMYD2募集到IRF3以减少IRF3的磷酸化。总体而言，SMYD2是先天反应中抗病毒干扰素的负调节因子。

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41419-023-06118-y#Abs1

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

（原标题：厉害了！曹雪涛团队再发文）