Vaccinia E5 является основным ингибитором ДНК-сенсора cGAS.

Nature Communications, том 14, номер статьи: 2898 (2023) Цитировать эту статью

1035 Доступов

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Сенсорная ДНК циклическая GMP-AMP-синтаза (cGAS) имеет решающее значение для противовирусного иммунитета хозяина. Вирус коровьей оспы (VACV) представляет собой крупный цитоплазматический ДНК-вирус, принадлежащий к семейству поксвирусов. Каким образом вирус коровьей оспы противодействует цитозольному ДНК-чувствительному пути, опосредованному cGAS, не совсем понятно. В этом исследовании мы проверили 80 генов коровьей оспы, чтобы идентифицировать потенциальные вирусные ингибиторы пути cGAS/стимулятор гена интерферона (STING). Мы обнаружили, что вакцина E5 является фактором вирулентности и основным ингибитором cGAS. E5 отвечает за прекращение выработки цГАМФ во время заражения дендритных клеток вирусом коровьей оспы (штамм Western Reserve). Е5 локализуется в цитоплазме и ядре инфицированных клеток. Цитозольный E5 запускает убиквитинирование cGAS и протеасомно-зависимую деградацию посредством взаимодействия с cGAS. Удаление гена E5R из генома модифицированного вируса осповакцины Анкара (MVA) сильно индуцирует выработку IFN типа I дендритными клетками (ДК) и способствует созреванию ДК и тем самым улучшает антигенспецифические Т-клеточные ответы.

Циклическая GMP-AMP-синтаза (cGAS) является основным сенсором ДНК, имеющим решающее значение для противовирусного и противоопухолевого врожденного иммунитета, а также при аутоиммунных воспалительных заболеваниях1,2,3,4. После активации цитозольной ДНК cGAS генерирует циклический GMP-AMP (cGAMP), который, в свою очередь, связывается с белком STING, локализованным в эндоплазматическом ретикулуме, что приводит к активации пути TBK1/IRF3/IFNB. Следовательно, вирусы эволюционировали, чтобы использовать множество стратегий, чтобы уклониться от этого важного противовирусного пути5,6,7,8.

Поксвирусы представляют собой крупные цитоплазматические ДНК-вирусы, которые являются важными патогенами человека и животных, а также онколитическими агентами и вирусными векторами9,10,11. Вирус коровьей оспы (VACV) успешно использовался в качестве вакцины для ликвидации оспы. Однако прямое заражение дендритных клеток (ДК) вакциной приводит к ингибированию как врожденного, так и адаптивного иммунного ответа12,13,14. Модифицированный вирус осповакцины Анкара (MVA) представляет собой высоко аттенуированный штамм осповакцины, в котором удалены крупные фрагменты родительского генома осповакцины после более чем 570 серийных пассажей в фибробластах куриных эмбрионов, что делает его нереплицирующимся в большинстве клеток млекопитающих15,16. MVA является важным вакцинным вектором и недавно был одобрен в качестве вакцины второго поколения против оспы и обезьян10,17.

cGAS важен для защиты хозяина от поксвирусной инфекции. Мыши с дефицитом cGAS более восприимчивы к интраназальному заражению VACV2 и к инокуляции подушечек лап вирусом эктромелии, специфичным для мышей поксвирусом18. Недавно было обнаружено, что ген Vaccinia B2R кодирует цитозольную нуклеазу cGAMP (переименованную в поксин), а делеция B2R из VACV привела к ослаблению модели скарификации кожи (SS)19. Однако остается неизвестным, кодируют ли поксвирусы прямой ингибитор(ы) cGAS.

В этом исследовании мы провели скрининг 80 генов вируса коровьей оспы на ингибирование пути cGAS/STING с использованием репортерного анализа двойной люциферазы и идентифицировали несколько генов коровьей оспы, кодирующих белки, участвующие в подавлении пути cGAS/STING/IFNB. Здесь мы показываем, что E5 (кодируемый геном E5R), белок, содержащий BEN-домен, консервативный среди ортопоксвирусов20, является фактором вирулентности и основным ингибитором cGAS. Е5 взаимодействует с цитоплазматическим cGAS и запускает его деградацию протеасомно-зависимым образом.

Вирус коровьей оспы представляет собой крупный цитоплазматический ДНК-вирус с геномом длиной 190 тысяч оснований (т.п.н.), который кодирует более 200 белков21,22. MVA имеет делецию размером примерно 30 т.п.н. из родительского генома коровьей оспы, что приводит к потере многих иммуномодулирующих вирусных генов15. Инфицирование MVA BMDC индуцировало секрецию IFN-β и продукцию цГАМФ, тогда как заражение штаммом коровьей оспы дикого типа WR (WT VACV) не вызывало этого (рис. 1a, b). Эти результаты позволяют предположить, что WT VACV может кодировать вирусный ингибитор(ы), блокирующий активацию cGAS и последующую продукцию IFN-β.