巨噬細(xì)胞靶向膽固醇還原酶 DHCR7 抑制劑應(yīng)用
免疫領(lǐng)域TOP期刊《IMMUNITY》在線發(fā)表了中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所研究員王紅艷團(tuán)隊與上海大學(xué)教授魏濱實驗室合作的題為 “Targeting 7-Dehydrocholesterol Reductase Integrates Cholesterol Metabolism and IRF3 Activation to Eliminate Infection” 的研究成果，該研究發(fā)現(xiàn)了抗病毒感染新型藥物靶點 。
文章亮點
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多種感染可下調(diào)巨噬細(xì)胞 DHCR7 的表達(dá)，但上調(diào) AKT3 的表達(dá)。
- DHCR7 和 7-DHC 的缺乏激活 PI3K-AKT3 途徑
- AKT3 結(jié)合 IRF3 促進(jìn) IRF3 Ser385 磷酸化，以滿足 IRF3 完全激活需求。
- 靶向 DHCR7 可預(yù)防小鼠受各種病毒感染
膽固醇代謝影響先天免疫應(yīng)答，以抗感染。7- 脫氫膽固醇還原 (DHCR7) 是一種催化 7- 脫氫膽固醇 (7-DHC) 轉(zhuǎn)化為膽固醇的酶，是膽固醇生物合成的最后一步。那么研究人員是如何發(fā)現(xiàn) DHCR7 在抗病毒中的重要作用，并且進(jìn)行驗證的呢？
首先，研究人員對肝炎感染病人的樣本、多類病毒感染的小鼠肝組織或巨噬細(xì)胞進(jìn)行基因篩選，發(fā)現(xiàn) DNA 和 RNA 病毒感染后巨噬細(xì)胞會降低 DHCR7 的表達(dá)。敲除或者沉默 Dhcr7 基因證明: 靶向 Dhcr7 啟動一種未知的機制激活干擾素調(diào)節(jié)因子 3 (IRF3) 磷酸化，繼而上調(diào) IFN-I 的轉(zhuǎn)錄，增強抗病毒能力。
DHCR7 酶活對調(diào)節(jié) INF-β 至關(guān)重要，研究人員利用 DHCR7 抑制劑處理巨噬細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，在水皰性口炎病毒 (VSV)、寨卡病毒 (ZIKV) 中 Ifnb 的表達(dá)量升高；通過抑制 DHCR7 可以預(yù)防巨噬細(xì)胞受 VSV、ZIKV 感染。
圖 2. DHCR7 抑制劑 AY9944 和 Tamoxifen 保護(hù)巨噬細(xì)胞免受多種病毒感染
研究人員利用流式細(xì)胞術(shù)及 LC-MS 確定了抑制劑的處理后總膽固醇降低，前體 7-DHC 的濃度顯著上調(diào)。為了探究 DHCR7 對 Ifnb 產(chǎn)生的影響是由于 7-DHC 的積累還是膽固醇的降低，加入 MβCD 標(biāo)記膽固醇 (MβCD-CH) 或者切除 RAW264.7 細(xì)胞的 DHCR7 表達(dá)基因 (7-DHC 積累，無膽固醇），證明了 7-DHC 的積累誘導(dǎo) Ifnb 高表達(dá)且增強細(xì)胞的病毒清除能力。
7-DHC 的積累、抑制劑 AY9944 處理或缺失 DHCR7 都破壞了細(xì)胞膜穩(wěn)定性，上調(diào) p85 的磷酸化，增強 PI3K 活性。抑制 PI3K 則阻斷 Ifnb 的表達(dá)增強。從 PI3K 的下游入手，發(fā)現(xiàn) AKT3 是 7-DHC 積累的關(guān)鍵下游效應(yīng)器，導(dǎo)致感染后 IFN-β 升高。
通過質(zhì)譜和點突變確認(rèn)了 AKT3 和 TBK1 通過作用于 IRF3 的 S385A 和 S386A 位點，上調(diào) IRF3 的磷酸化水平， AKT3 和 TBK1 過表達(dá)及缺失實驗證明，AKT3 作為一種關(guān)鍵激酶，特異并主要上調(diào) IRF3 S385 磷酸化，而 TBK1 則進(jìn)一步誘導(dǎo) S386 磷酸化，從而實現(xiàn) IRF3 完全二聚化。通過突變與感染 VSV 巨噬細(xì)胞，證明了 7-DHC 依賴于 AKT3 調(diào)節(jié) IRF3 Ser385 的磷酸化。
最后，研究人員用小鼠進(jìn)行體內(nèi)驗證了，DHCR7 抑制劑 AY9944 保護(hù)小鼠免受病毒感染，降低小鼠死亡率，證明了靶向 DHCR7 能有效預(yù)防病毒感染。
小 M 的思考
作者闡明了 DHCR7 在巨噬細(xì)胞抗病毒反應(yīng)中的作用，并且發(fā)現(xiàn)了 DHCR7 抑制劑通過激活 AKT3 和 IRF3 以促進(jìn) IFN-1 的產(chǎn)生和抗病毒反應(yīng)，為病毒預(yù)防的研究提供了新的靶點。
MCE 相關(guān)產(chǎn)品
AY9944AY 9944 是一種特異的膽固醇生物合成 (cholesterol biosynthesis) 抑制劑。 AY 9944 抑制 7- 脫氫膽固醇 Δ7- 還原酶 (DHCR7) 酶 (IC50 =13 nM)。AY 9944 引起膽固醇不足和 7DHC 積累。在高劑量下，AY 9944 也可在培養(yǎng)的胚胎中抑制固醇 Δ7-Δ8 異構(gòu)酶，這會導(dǎo)致膽固醇 8-en-3β-ol 的積累。
Tamoxifen
Tamoxifen (ICI 47699) 是一種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑 (SERM)，可阻斷乳腺細(xì)胞中的雌激素作用，并可激活其他細(xì)胞，如骨骼，肝臟和子宮細(xì)胞中的雌激素活性。Tamoxifen 是一種有效的 Hsp90 激活劑，可增強 Hsp90 分子伴侶 ATPase 的活性。Tamoxifen 能以高親和力結(jié)合抗雌激素結(jié)合位點 AEBS (由 D8D7I 和 DHCR7 組成的異質(zhì)低聚復(fù)合物)。
