Schlafens Boleh Meletakkan Virus Dalam Tidur Bahagian 1

Abstrak:

Keluarga gen Schlafen mengekod protein yang terlibat dalam pelbagai tugas biologi, termasuk percambahan sel, pembezaan, dan perkembangan sel T. Schlafens pada mulanya ditemui pada tikus, dan telah dikaji dalam konteks biologi kanser, serta peranannya dalam melindungi sel semasa jangkitan virus. Keluarga protein ini menyediakan halangan antivirus melalui kesan langsung dan tidak langsung terhadap jangkitan virus. Schlafens boleh menghalang replikasi virus dengan kedua-dua genom RNA dan DNA. Dalam ulasan ini, kami meringkaskan fungsi selular dan hubungan yang muncul antara Schlafens dan imuniti semula jadi. Kami juga membincangkan fungsi dan perbezaan keluarga protein yang muncul ini sebagai faktor sekatan perumah terhadap jangkitan virus. Penyelidikan lanjut ke dalam fungsi protein Schlafen akan memberikan gambaran tentang mekanisme yang menyumbang kepada imuniti perumah intrinsik dan semula jadi.

Kod keluarga gen berkait rapat dengan imuniti. Keluarga gen berbilang mengekod protein dan molekul yang mewakili sel imun tertentu yang bekerja rapat bersama untuk menyelaras dan mengaktifkan tindak balas imun.

Salah satu keluarga gen yang paling penting ialah keluarga immunoglobulin, juga dikenali sebagai superfamili imunoglobulin. Keluarga ini mengekod satu siri molekul imunoglobulin, termasuk IgG, IgM, IgA, IgE dan IgD. Molekul imunoglobulin ini boleh mengikat antigen asing dan mengaktifkan tindak balas imun tertentu. Selain itu, ahli keluarga immunoglobulin juga boleh mengaktifkan dan mengawal aktiviti sel imun dengan mengikat reseptor pada permukaan sel imun.

Satu lagi keluarga gen penting ialah keluarga antigen leukosit manusia (HLA), juga dikenali sebagai kompleks histokompatibiliti. Keluarga ini mengekod antigen leukosit manusia, yang terdapat dalam tisu utama manusia dan boleh mengecam dan mengikat antigen asing dan memaparkannya kepada sel T dalam sistem imun, dengan itu mencetuskan tindak balas imun selular.

Di samping itu, terdapat banyak keluarga gen lain yang mengodkan protein yang berkaitan dengan imuniti, seperti keluarga chemokine, keluarga nitrit synthase, dll.

Oleh itu, protein yang dikodkan oleh keluarga gen adalah penting untuk mengawal tindak balas imun dan meningkatkan imuniti. Mutasi atau variasi dalam sesetengah gen boleh membawa kepada fungsi imun yang tidak normal, yang membawa kepada penyakit seperti penyakit autoimun, penyakit kekurangan imun dan penyakit berjangkit. Oleh itu, mengkaji hubungan antara pengekodan keluarga gen dan imuniti adalah sangat penting untuk pencegahan dan rawatan penyakit ini. Oleh itu, kita perlu memberi perhatian khusus kepada peningkatan imuniti kita. Cistanche boleh meningkatkan imuniti, dan polisakarida dalam daging boleh mengawal tindak balas imun sistem imun manusia, meningkatkan keupayaan tekanan sel imun, dan meningkatkan kesan bakteria sel imun.

Klik suplemen cistanche deserticola

Kata kunci:

Schlafen; SLFN; imuniti semula jadi; virus; faktor sekatan; pengelakan imun.

1. Pengenalan

Pada tahun 1998, gen Schlafen (SLFN untuk manusia; Slfn untuk tikus) pertama kali dilaporkan dalam kajian perkembangan timus murine. Schlafen pertama yang ditemui ialah gen murine Slfn1–4. Apabila Slfn1 dinyatakan secara ektopik dalam fibroblas NIH-3T3, ia mendorong penangkapan kitaran sel G0/G1; pemerhatian ini membawa kepada penciptaan istilah "schlafen" daripada perkataan Jerman yang bermaksud "tidur" [1].

Penyelidikan kemudian mendapati bahawa Schlafens memainkan peranan dalam pelbagai fungsi selular, termasuk anti-proliferasi dan pembezaan sel [2-7], penghijrahan sel kanser, percambahan, dan pencegahan pencerobohan [8-11], pemekaan sel kanser kepada kerosakan DNA. dadah [12-17], dan perencatan replikasi virus [18-24]. Memandangkan kajian tentang keluarga Schlafen telah berkembang dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kemajuan besar telah dicapai ke arah memahami bagaimana protein dalam keluarga ini mempunyai fungsi yang berbeza. Artikel ulasan terkini yang sangat baik telah menerangkan kepentingannya untuk bidang biologi kanser [25].

Protein Schlafen juga mempunyai peranan dalam mengawal virus dan sistem imun perumah. Di sini, kami menangani persamaan dan perbezaan fungsi di kalangan ahli keluarga Schlafen dari segi peranan mereka dalam mengawal selia ciri virologi dan imunologi. Penemuan terbaru ini memberi inspirasi kepada arah penyelidikan masa depan ke dalam keluarga protein yang baru muncul ini.

2. Ahli Keluarga Schlafen dan Komposisi Protein

Ahli keluarga gen Schlafen sangat homolog merentas banyak spesies mamalia. Sembilan protein Schlafen dinyatakan dalam tikus dari kromosom 11, dan enam telah dijumpai pada manusia dari kromosom 17 (Rajah 1) [3,26]. Walaupun Slfn-like 1 (Slfn1L) dinyatakan pada kromosom tetikus 4, terdapat pendapat bahawa ia tidak dianggap sebagai 'bona file ahli keluarga Schlafen kerana persamaan yang sangat rendah dengan gen Slfn [26,27]. Di samping itu, Slfn6 dan Slfn7 dianggap sebagai jujukan yang diperoleh daripada sama ada isoform Slfn3 atau Slfn4 atau paralog tetikus lain [1,27].

Ahli Schlafen terbahagi kepada tiga kumpulan yang berbeza, masing-masing dengan set ciri dan fungsinya yang unik (Rajah 1). Kumpulan I mempunyai domain berkaitan AAA ATPase yang berbeza yang mengandungi rantau Slfn-box biasa yang telah dipanggil domain teras Schlafen, dan dikongsi dengan dua kumpulan lain [2,28-31]. Domain teras Schlafen berbentuk ladam dan mengandungi motif jari zink yang sangat terpelihara dalam semua ahli protein keluarga Schlafen.

Kumpulan II dan III mengandungi domain penghubung tambahan berikutan domain teras Schlafen, yang mempunyai motif SWADL yang ditakrifkan oleh corak jujukan asid amino SW-(A/S)-(V/G/L)-D-(L/I/ V) dengan fungsi yang tidak diketahui [3,29]. Hanya protein kumpulan III yang mempunyai karboksil (C) -sebuah domain terminal lanjutan yang sepadan dengan superfamili I helikas DNA/RNA [2]. Domain teras Schlafen tidak mempunyai motif Walker. Walker A dan B mewakili motif struktur untuk mengikat nukleotida dan ditemui dalam keluarga AAA ATPase [32].

Oleh kerana ketiadaan motif Walker, protein Schlafen dalam kumpulan I dan II mungkin kekurangan aktiviti ATPase. Domain helikase DNA/RNA Putative beberapa ahli kumpulan III Schlafen mempunyai domain AAA dengan motif Walker yang kelihatan berfungsi secara enzimatik [18,33,34]. Ini tidak lengkap dalam murine dan manusia Schlafen 14, yang hanya mempunyai motif Walker B [31]. Di samping itu, sambungan terminal-C beberapa kumpulan III Schlafens mempunyai isyarat penyetempatan nuklear (NLS) dan mungkin mempunyai fungsi nuklear (Rajah 1) [20,24,25]

Kecuali platipus, monotreme, keluarga Schlafen terdapat dalam hampir semua mamalia. Urutan serupa dengan gen Schlafen ditemui dalam Xenopus laevis amfibia dan spesies ikan Callorhincuys milii, tetapi tidak dalam mana-mana organisma bukan mamalia lain. Menariknya, urutan yang serupa dengan Schlafens telah ditemui oleh analisis bioinformatik genom untuk orthopoxvirus (OPV), seperti vaccinia, variola (cacar), dan virus cowpox [1]. Penjujukan virus cacar unta (CMLV) seterusnya mengenal pasti satu lagi protein seperti Schlafen yang dipanggil 176R. Protein ini terdiri daripada 502 asid amino dan mempunyai jujukan terminal-C yang setanding dengan domain teras Schlafen bagi murine Schlafens. Sesetengah gen Schlafen (v-Slfn) virus ini mengekalkan keseluruhan bingkai bacaan terbuka (ORF).

Walaupun ORF untuk v-Slfn adalah utuh dalam genom cacar unta, cacar monyet, cacar lembu, cacar tikus, dan virus taterapox, ekspresi protein dihadkan dalam OPV lain, seperti virus vaccinia (VACV), disebabkan oleh pemecahan ORF [1,26]. ,35]. Urutan v-Slfn didapati serupa dengan kumpulan tetikus dan tikus I Schlafen, tetapi tidak mempunyai domain terminal-C. Ini membayangkan bahawa, sementara virus progenitor OPV mungkin telah memperoleh Schlafen yang utuh daripada tikus, ORF telah berpecah-belah kerana mutasi yang diperoleh dari semasa ke semasa [26,27].

3. Ekspresi Terkawal Schlafens dalam Sistem Imun

Ahli keluarga Schlafen telah didedahkan untuk didorong oleh beberapa rangsangan, termasuk CpG-DNA [36], LPS [36-38], dan patogen, seperti Brucella, Listeria [39], dan rhinovirus [37]. Jenis I IFN dan reseptor IFN telah terlibat dalam induksi gen Schlafen, membayangkan bahawa Schlafens adalah gen yang dirangsang IFN (ISG). Pada tahun 2010, pertama kali dilaporkan bahawa IFN mempengaruhi ekspresi ahli keluarga gen Schlafen [40]. Data yang dibentangkan dalam kajian ini mendedahkan bahawa jenis I IFN adalah inducer yang kuat kepada banyak ahli keluarga Schlafen tikus, termasuk ahli kumpulan I (Slfn1 dan Slfn2), kumpulan II (Slfn3), dan kumpulan III (Slfn5 dan Slfn8). Protein Stat yang diaktifkan oleh IFN dan p38 MAP kinase beroperasi secara berbeza dalam peraturan ekspresi yang disebabkan oleh interferon [41].

Dalam pemadaman Stat1 dalam fibroblas embrio tetikus, ekspresi yang bergantung kepada IFN bagi semua gen Schlafen telah dikurangkan berbanding dengan sel ibu bapa, dari pengurangan separa dalam Slfn3 kepada jumlah kecacatan transkrip dalam Slfn1, 2, 5, dan 8. Menariknya, ekspresi Slfn5 adalah sepenuhnya. bebas daripada Stat3, tetapi ia telah meningkat dalam sel kalah mati Stat3. Fungsi lata isyarat yang diaktifkan p38 MAPK diperlukan untuk pengaktifan transkrip lengkap ISG. Walau bagaimanapun, sementara p38 MAPK diperlukan untuk ekspresi gen Schlafen yang bergantung kepada IFN dalam kumpulan I dan II, menariknya, ekspresi gen kumpulan III tidak bergantung pada p38 MAPK.

Dengan ketiadaan p38 MAPK, ekspresi mRNA yang bergantung kepada IFN Slfn1, Slfn2, dan pada tahap yang lebih rendah Slfn3, telah ditindas. Gen Schlafen kumpulan III, SLFN5 dan SLFN8, sebaliknya, telah diinduksi oleh IFN dalam cara p38 MAPK-bebas [41]. Terutama, Stat3 mahupun p38 MAPK tidak diperlukan untuk induksi Slfn5, menunjukkan bahawa mekanisme pengawalseliaan alternatif terlibat dalam proses ini.

Induksi ISG mengikut IFN jenis I memerlukan kehadiran unsur tindak balas terstimulasi interferon (ISRE) di kawasan promoter ISG, yang membolehkan pengaktifan transkrip melalui pengikatan faktor transkripsi ISGF3, kompleks heterodimer STAT1/STAT2 terfosforilasi, dan IRF9 [42]. Kebolehdorongan Schlafens oleh rangsangan IFN atau IFN adalah lebih rendah daripada MxA, ISG konvensional [37].

Analisis tapak pengikat faktor transkripsi menggunakan program MatInspector [43] menunjukkan bahawa MxA mempunyai enam tapak ISRE, manakala kebanyakan gen Schlafen manusia hanya mempunyai satu ISRE kanonik [37]. Walaupun keluarga Schlafen tergolong dalam kumpulan ISG klasik yang dikawal oleh kompleks STAT, sesetengah Schlafen dinyatakan melalui laluan IFN bukan kanon atau mekanisme yang tidak ditentukan. Tahap Schlafens yang banyak dinyatakan dalam pelbagai sel, termasuk fibroblas primer dan sel kanser, jika tiada pengaktifan IFN [18,20,44].

Kepekaan ekspresi Schlafen kepada IFN berbeza mengikut jenis sel. Sebagai contoh, ekspresi SLFN5 ditindas dalam melanoma malignan berbanding dengan melanosit biasa. Rangsangan IFN, sebaliknya, meningkatkan ekspresi SLFN5 dengan ketara, manakala SLFN11, SLFN12, dan SLFN13 tidak terjejas [40]. Sebaliknya, perangsang IFN, seperti poli I: C dan 50 pppdsRNA, meningkatkan ekspresi Slfn5 sedikit, tetapi tidak ketara, dalam makrofaj tikus RAW 264.7 sel, manakala ekspresi Slfn14 meningkat dengan ketara [19].

Di 50 -rantau mengapit gen Slfn2, satu salinan tapak pengikatan NF-κB yang diduga dan dua salinan jujukan pengikatan AP{3}} ditemui. Telah ditunjukkan bahawa rawatan CpG-DNA dan LPS makrofaj memerlukan interaksi fungsional NF-κB dan AP1 dalam elemen promoter [36]. Mengimbas kawasan promoter Slfn4 dengan JASPAR (jaspar.cgb.ki.se) mendedahkan kehadiran AP1 dan PU. 1 jujukan mengikat, serta dua salinan unsur tindak balas IFN STAT1 dan jujukan mengikat IRF1 [38].

Di samping itu, tapak pengikat Gli1 juga wujud dalam promoter. Gli1, pengesan isyarat Hedgehog, diperlukan untuk pengaktifan promoter Slfn4, yang bermaksud bahawa peranan Slfn4 adalah kritikal dalam penampilan makrofaj yang menyatakan IL1 atau TNF [45]. Dalam sel-sel kanser, perencatan epigenetik ekspresi gen melalui hipermetilasi pulau promoter CpG adalah kejadian yang kerap [46]. Beberapa kajian telah melaporkan hipermetilasi penganjur gen SLFN11 [14,46-49]. Penyenyapan SLFN11 oleh hypermethylation pulau CpG promoter dikaitkan dengan rintangan yang lebih besar terhadap sebatian platinum untuk kemoterapi kanser [14]. Hipermetilasi pulau promoter CpG menyahaktifkan ekspresi gen SLFN11.

Metilasi ini dimangkinkan oleh dua metiltransferase DNA utama, DNMT1 dan DNMT3B [14]. Fakta bahawa ekspresi DNMT3B dalam monosit adalah sangat rendah, atau hampir tidak dapat dikesan [50], mungkin membayangkan bahawa tahap ekspresi SLFN11 yang tinggi dalam monosit berkaitan dengan hipermetilasi. Ia juga diketahui daripada kajian pembezaan sel B pusat germinal bahawa pengubah histon, seperti EZH2 dan HDAC, mengawal ekspresi epigenetik SLFN11 [48].

Di samping itu, ungkapan SLFN11 dan penindas khusus keturunan sel B PAX5 telah ditunjukkan mempunyai korelasi songsang yang hampir sempurna [48]. Tapak pengikatan PAX5 yang berpotensi (GCGTGAC) wujud di kawasan promoter SLFN11, menunjukkan bahawa PAX5 mungkin salah satu penindas SLFN11 dalam sel B.

Ahli Schlafen diekspresikan pada fasa perkembangan thymocyte yang berbeza dan pengaktifan sel T periferal pada tikus. Slfn1 dan Slfn2 dinaikkan secara drastik semasa peralihan daripada CD4 dan CD8 dua kali positif kepada peringkat pematangan positif tunggal. Walau bagaimanapun, tahap ekspresi kedua-dua gen berkurangan selepas pengaktifan sel T [1,2,51]. Slfn3 sangat dinyatakan dalam sel T positif tunggal sepanjang perkembangan thymocyte. Slfn3 juga dinyatakan pada tahap yang lebih tinggi dalam CD4 semulajadi ditambah CD25 ditambah sel T pengawalseliaan berbanding CD4 ditambah CD25− sel. Ekspresi Slfn3 meningkat dalam CD4 tambah CD{19}} sel T apabila diaktifkan tetapi menurun dalam CD4 tambah CD25 tambah sel T berikutan pengaktifan dengan rangsangan anti-CD3/CD28. Rangsangan TGF- juga mengurangkan ekspresi Slfn3 dalam subset sel T CD4 ditambah, menunjukkan bahawa Slfn3 mungkin merupakan penanda baru pengaktifan sel T [52]. Slfn4 dikesan awal dan menurun semasa perkembangan thymocyte, menunjukkan fenomena yang bertentangan dengan Slfn1 [1,2].

Tahap mRNA Slfn4 dikawal semasa pengaktifan makrofaj, manakala ia dikurangkan sepanjang pembezaan. Myelopoiesis terganggu oleh ekspresi Slfn4 konstitutif dalam keturunan myeloid, membayangkan bahawa downregulation ekspresi gen Slfn4 semasa pembezaan makrofaj adalah kritikal, dan Slfn4 boleh bertindak sebagai modulator keturunan ini [38]. Tidak seperti kumpulan lain, Slfn5, 8, 9, dan 10 dalam kumpulan III tidak berubah secara kuantitatif semasa perkembangan thymocyte. Semasa pengaktifan sel T, bagaimanapun, terdapat penurunan yang ketara bagi ekspresi Slfn5 dan Slfn8, manakala ekspresi Slfn9 meningkat dan ekspresi Slfn10 kekal secara relatif malar [2]. Oleh kerana SLFN14 dinyatakan pada tahap yang sangat rendah dalam sel T, ia tidak mungkin dikaitkan dengan nasib sel T [37].

Keluarga Schlafen manusia juga dikaitkan dengan percambahan sel imun dan kematangan sel T. Kecuali untuk SLFN14, semua protein Schlafen manusia dinyatakan secara asli dalam monosit, sel dendritik terbitan monosit (moDCs), dan sel T [37]. Tahap ekspresi SLFN5 dalam sel T, dan SLFN11 dalam monosit dan moDC, sangat tinggi. Ungkapan SLFN5 dan SLFN11 berubah sedikit sepanjang pembezaan moDC.

Ekspresi SLFN12L dan SLFN13 agak sederhana dalam monosit semasa rehat tetapi nampaknya dinaikkan semasa pembezaan ke moDCs, manakala ekspresi SLFN12 dikurangkan dengan ketara [37]. Oleh itu, downregulation dan upregulation setiap protein keluarga Schlafen mungkin mewakili keperluan yang berbeza untuk protein ini dalam fungsi moDC.

Menariknya, nampaknya terdapat mekanisme maklum balas peraturan untuk kawalan transkrip dalam keluarga Schlafen [53]. Kehilangan Slfn3 dengan kalah mati mengurangkan ekspresi Slfn4, Slfn8 dan Slfn9 dalam mukosa ileal sambil meningkatkan Slfn1 dan Slfn5. Di samping itu, kekurangan Slfn3 mengurangkan ekspresi Slfn4 dan meningkatkan ekspresi Slfn8 dan Slfn9 dalam timus dan limpa, di mana sel imun matang dan/atau membiak [53]. Penganjur semua ahli keluarga Schlafen mengandungi kawasan untuk mengikat faktor transkripsi faktor seperti Kruppel-6 (KLF6).
Faktor berkaitan NFAT ING4, ZNF333, dan KLF4, juga diramalkan akan mengikat kebanyakan penganjur Schlafen. Faktor transkripsi dari keluarga KLF ini memainkan peranan yang berbeza dalam pembezaan dan percambahan sel gastrousus dan mempunyai corak ekspresi yang berbeza [54]. Ini menunjukkan bahawa ahli keluarga KLF dan Schlafen mungkin mempunyai gelung maklum balas yang bertindak sebagai pengawal selia nasib sel gastrousus dan imun dengan cara yang berbeza [53].

4. Imunodefisiensi Mutan Schlafen

Telah diperhatikan bahawa mutan Elektra adalah mutasi homozigot murine Slfn2 dan memberikan kerentanan kepada jangkitan virus dan bakteria [55]. Kadar kematian tikus selepas jangkitan murine cytomegalovirus (MCMV) adalah tinggi dengan ketara berbanding tikus kawalan jenis liar [55]. Pada tikus dengan fenotip Elektra, limfosit T CD8 plus dan CD4 plus T gagal mengembang. Jika dibandingkan dengan sel jenis liar, sel-sel ini mempunyai kadar apoptosis yang lebih tinggi.

Sebagai tindak balas kepada isyarat pengaktifan sel T, mutasi ini dianggap menyebabkan apoptosis [9]. Tikus Elektra juga menunjukkan tahap sel T yang jauh lebih rendah sebagai tindak balas kepada jangkitan virus koriomeningitis limfositik. Sel T Elektra, serupa dengan sel T yang diaktifkan baru-baru ini, gagal mengekalkan senyap selular dan memasuki fasa selepas mitosis. Sel T kehilangan potensi percambahan mereka dan mati sebagai tindak balas kepada isyarat percambahan / pengaktifan, mengakibatkan pengurangan populasi sel T dalam tikus mutan Elektra [9].

Terdapat laporan mengenai pesakit dengan kehilangan besar heterozigot gen SLFN11, SLFN12, dan SLFN13 pada kromosom 17 [56]. Pesakit ini didapati mempunyai keabnormalan yang besar dalam percambahan sel T dan peraturan kitaran sel. Menariknya, pesakit itu mempunyai karsinoma sel Merkel paha atas, sejenis karsinoma yang dikaitkan dengan jangkitan virus, dan dianggap terdedah kepada kanser, setelah didiagnosis dengan limfoma sel T.

Darah dan plasma pesakit mempunyai virus Epstein-Barr yang besar dan DNA virus Torque teno, menunjukkan bahawa pesakit terdedah kepada jangkitan virus. Pesakit mempunyai pengedaran sel imun CD4 plus /CD8 biasa dan pengedaran tipikal sel naif dan memori, tetapi mempunyai percambahan sel T yang menyimpang dan kematian sel T yang berlebihan [56].

Mutasi dalam SLFN14 telah dikaitkan dengan makrotrombositopenia dan pendarahan yang berlebihan [57-61]. Di samping itu, fungsi platelet berkurangan pada pesakit dengan mutasi ini [61]. Mutasi SLFN14 ini membentangkan fenotip khusus spesies, dengan keabnormalan platelet pada manusia dan erythrocytosis microcytic yang teruk pada tikus [62].

Oleh itu, SLFN14 mungkin merupakan pemain penting dalam hematopoiesis mamalia dan mungkin memainkan peranan dalam menentukan komitmen keturunan platelet dan erythroid dalam spesies tertentu. Tambahan pula, platelet kini diketahui mempunyai peranan dalam pelbagai tindak balas imunologi semula jadi dan adaptif, yang jauh melangkaui konsep klasik platelet sebagai hanya agen hemostatik dan trombolytik [63]. Oleh itu, dapat ditunjukkan bahawa SLFN14 sangat terlibat dalam kawalan imunologi melalui pembentukan platelet dan peraturan fungsi.

For more information:1950477648nn@gamil.com