干扰素调节因子 3 (IRF3) 是启动许多免疫反应的重要转导因子。目前，尚没有研究报道表明IRF3分子能够直接结合lncRNA并被调控。因此，是否存在一种lncRNA直接结合IRF3进而更有效调控天然免疫应答模式需要进一步研究。
2021年11月2日，中国工程院院士曹雪涛团队（中国医学科学院基础医学研究所为第一单位）在Cell Reports 在线发表了题为“IRF3-binding lncRNA-ISIR strengthens interferon production in viral infection and autoinflammation”的研究文章，报道了该团队发现的新lncRNA并将之称为干扰素诱导的IRF3结合RNA（Interferon StimulatedIRF3-associating RNA，lncRNA-ISIR），发现经I型IFN诱导表达的lncRNA-ISIR能够通过阻断Fli-1抑制性作用而增强IRF3介导的I型IFN应答，提出了lncRNA介导的转录因子正反馈调节机制。
病毒感染一直是人类最常见的感染性疾病之一，严重危害了人类的健康与公共卫生安全。天然免疫是宿主抵抗病原体感染的第一道防线，能够通过诱导产生干扰素（IFN）而抵御病毒感染，其中干扰素调节因子3（Interferon regulatory factor 3，IRF3）是天然免疫应答和IFN产生的核心转录因子之一。免疫应答既要清除病毒等病原体感染，同时也要避免过度损伤导致组织损伤，因此收到多方面的精细调控。近年来lncRNA在其中的作用受到了广泛关注，之前研究发现了多条lncRNA分子参与调控IRF3分子的活化和天然免疫应答调控，但均为间接调控IRF3活化。目前，尚没有研究报道表明IRF3分子能够直接结合lncRNA并被调控。因此，是否存在一种lncRNA直接结合IRF3进而更有效调控天然免疫应答模式需要进一步研究。
该研究利用甲醛交联免疫沉淀技术（formaldehyde-crosslinkIP）从病毒感染后的巨噬细胞中富集IRF3-RNA复合物，经RNA测序及紫外交联免疫沉淀技术（UV-crosslink IP）筛选，免疫荧光定位验证，确定在病毒感染巨噬细胞早期，IRF3与lncRNA XR_386561.1 (lncRNA-ISIR）发生特异性结合。作者通过多种不同实验方法确定lncRNAXR_386561.1为干扰素刺激基因（Interferon stimulated gene, ISG），而且转录经JAK1/STAT1信号通路介导。并将其命名为干扰素诱导的IRF3结合RNA（Interferon Stimulated IRF3-associating RNA，lncRNA-ISIR）。然后，利用lncRNA-ISIR-/-小鼠与同窝WT小鼠来源的巨噬细胞进行功能实验，作者发现lncRNA-ISIR基因缺陷后显著抑制了VSV病毒刺激下IRF3蛋白的磷酸化、二聚化及入核，进而了抑制了I型干扰素——IFNα和IFNβ的分泌，病毒复制显著增加。小鼠体内实验也同样证明lncRNA-ISIR增强了IRF3介导的I型干扰素等天然免疫应答，抑制小鼠不同脏器中的病毒复制，减轻了肺脏炎症损伤，协助宿主抵抗病毒感染。
文章模式图（图源自Cell Reports ）
接下来，作者探究了lncRNA-ISIR促进IRF3介导的天然免疫应答的分子机制。用VSV病毒分别刺激lncRNA-ISIR+/+PM或lncRNA-ISIR-/- PM，经抗IRF3抗体进行IP实验，发现在邻近170 kD处，lncRNA-ISIR-/- PM特异性富集了一蛋白条带，经质谱鉴定为Fli-1蛋白（基因：Flii，Gene ID: 14248），即在病毒感染的lncRNA-ISIR-/-PM，而非野生型PM中，IRF3蛋白特异性结合了Fli-1。co-IP进一步验证了该结果。意料之外的是，在静息状态下，无论是lncRNA-ISIR-/-巨噬细胞，还是lncRNA-ISIR+/+巨噬细胞，均存在IRF3-Fli-1复合物。以上结果表明，细胞在未刺激状态下，IRF3与Fli-1相结合，在病毒感染后，干扰素诱导表达的lncRNA-ISIR促进了IRF3从Fli-1的解离，进而IRF3入核。
作为IRF3结合蛋白，Fli-1在抗病毒免疫应答中发挥了怎样的功能呢？为解答该问题，作者沉默Flii基因的表达，WB检测发现，在WT巨噬细胞中，干扰Flii基因后，病毒诱导的IRF3磷酸化未发生明显改变，相反，在lncRNA-ISIR-/-巨噬细胞中，Flii基因沉默后，IRF3磷酸化水平发生显著升高。与此一致，沉默Flii基因表达并不影响WT巨噬细胞应激表达I型IFN及病毒复制，但是lncRNA-ISIR-/-巨噬细胞下调的I型IFN应答和增加的病毒复制得到一定程度的回补。以上实验结果表明，lncRNA-ISIR阻断了Fli-1对IRF3活化的抑制，从而促进了IRF3介导的抗病毒天然免疫。
综上，该研究发现了IFN刺激表达的新lncRNA--lncRNA-ISIR并证明其通过与IRF3结合能够阻断Fli-1对IRF3的抑制作用，从而增强了IRF3介导的IFN免疫应答反应。此外，在临床相关自身免疫损伤疾病样品中，作者发现在系统性红斑狼疮SLE样品中lncRNA-ISIR 有明显的上升，而有效治疗后lncRNA-ISIR则降低至健康人对照水平。这说明IFN/lncRNA-ISIR/IRF3调控轴在临床自身免疫性疾病的免疫应答调控中发挥重要的作用，为自身免疫疾病和抗病毒免疫应答提供了新的潜在干预靶标。该研究工作揭示了lncRNA通过直接结合天然免疫关键分子IRF3调控免疫应答的的功能与分子机制，为天然免疫应答调控打开了新的视角。
曹雪涛院士与海军军医大学免疫学研究所王品教授是该论文共同通讯作者，徐俊芳、王品和李泽萌为文章共同第一作者。该项工作受到来自中国医学科学院医学与健康创新工程项目、国家自然科学基金和国家博士后基金的支持。
参考消息：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109926
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