近日，武汉大学舒红兵院士在Cellular & Molecular Immunology 期刊发表文章，题目为“PCBP1 modulates the innate immune response by facilitating the binding of cGAS to DNA”。研究证明PCBP1蛋白通过促进cGAS与病毒DNA的结合介导的天然免疫反应。

作者简介

舒红兵

研究方向：抗病毒天然免疫、炎症、炎癌转化 (信息来源于参考资料1)

基本概念

蛋白质互作技术：免疫共沉淀（CO-IP），pull-down、串联亲和纯化法(tandem affinity purification，TAP)和基于SILAC技术的免疫共沉淀（SILAC-IP）等。

ISRE:干扰素刺激反应元件（Interferon stimulated response element），是干扰素刺激因启动子序列的一段DNA基序。

背景意义

天然免疫反应是宿主抵抗病原微生物的第一道防线。当病病毒入侵，宿主受体识别病原诱导干扰素（IFN）、炎性因子等抗病毒基因。cGAS是重要的细胞质DNA受体，通过催化合成第二信使cGAMP招募STING蛋白活化TBK1和IKKβ，进而激活转录因子IRF3和NF-κB诱导抗病毒反应。但是DNA与cGAS的结合和激活的调控方式仍然知之甚少。

实验结果

首先作者通过串联亲和纯化-质谱法鉴定了PCBP1与cGAS相互作用。随后通过免疫共沉淀（Co-IP）验证，并通过共聚焦证明PCBP1与cGAS共定位在细胞质（图1）。

图1 鉴定PCBP1为cGAS相关蛋白

那么是否PCBP1与cGAS介导的免疫反应相关呢？作者发现过表达PCBP1促进cGAS介导的ISRE活化，基因敲除降低了dsDNA诱导的抗病毒基因的表达，而Sev结果相反。这些结果表明PCBP1能够正向调节DNA病毒触发的cGAS介导免疫反应（图2）。

图2 PCBP1正向调节DNA病毒触发的信号传导

随后作者对PCBP1的工作机制进行了研究。作者发现PCBP1能够结合HSV120 DNA和HIV-RT-DNA，且ISRE基因报告实验证明PCBP1的KH1结构域发挥重要作用（图3）。进一步研究结果显示过表达PCBP1能够提高cGAS结合HSV120 DNA。相反，缺失PCBP1抑制cGAS结合HSV120 DNA（图4）。这些结果表明PCBP1作为cGAS识别其配体的辅助因子调节免疫反应。

图3 PCBP1与多种类型的核酸结合

图4 PCBP1促进cGAS与DNA的结合

cGAS与dsDNA结合诱导其寡聚化是活化所必需的，作者最后通过Co-IP证明过表达PCBP1促进cGAS的寡聚化，PCBP1缺失则抑制HT-DN诱导的cGAS的寡聚化（图5）。

图5 PCBP1对于DNA诱导的cGAS聚集至关重要

文章结论

总而言之，本研究首先鉴定了PCBP1为新的cGAS相关蛋白。随后证明了PCBP1以病毒依赖性方式正向调节cGAS介导的天然免疫反应。机制研究PCBP1可以直接结合DNA，同时介导cGAS结合DNA调节宿主的免疫反应。