近日，内布拉斯加大学林肯分校的三名本科生Avery Marquis，Vanessa Hubing，Chanasei Ziemann以共同第一作者在Journal of Medicine Virology发表了两篇关于干扰素调节因子（IRFs）如何协调先天免疫系统和炎症反应的研究论文，揭示了人类免疫系统进化的古老秘密。

在2024年8月发表在Journal of Medicine Virology的文章中，她们描述了一种“假基因”（即不产生蛋白质的基因）可能通过逆转录病毒在6000万年前搭便车进入了高等灵长类动物的DNA，这一DNA片段赋予了人类祖先对抗某些病菌的优势，并且可能继续在微调人体免疫反应方面发挥作用。

继而在2025年2月发表在Journal of Medicine Virology的文章中，这三位年轻科学家追踪了脊椎动物在进化过程中获得下颚时如何发展出更复杂的免疫调节。

她们的指导导师Luwen Zhang表示：“本科生通常作为科研项目研究群体的一部分参与者共同参与研究，但第一作者身份非常罕见。她们三人确实对这项工作做出了重大贡献。”这三名学生都是通过大学的本科生创意活动和研究经验项目（为学生提供奖学金从而让他们在攻读学士学位的同时获得研究经验）在张教授的实验室工作的。

Luwen Zhang教授和专门研究生物信息学的Etsuko Moriyama教授共同指导了这项研究，他们利用尖端计算机技术分析基因序列，为包括七鳃鳗、鲨鱼、辐鳍鱼、鸟类和人类在内的生物构建系统发育树。

在第一篇文章中，他们使用生物信息学方法包括用于序列相似性搜索的基本局部比对搜索工具（BLAST）、用于全基因组比对的BLAST样比对工具（BLAT），以及用于系统发育分析的几种系统发育软件如使用快速傅里叶变换的多重比对（MAFT），表征了人类IRF5假基因1（IRF5P1）的结构、起源和进化历史。

分析表明，IRF5P1是一种嵌合加工的假基因，含有来自多种来源的序列，包括来自不同生物体的IRF5样序列。IRF5P1是高等灵长类动物特有的，可能起源于大约6000万年前的一次古老的逆转录病毒整合事件。有趣的是，IRF5P1位于含三重QxxK/R基序（TRIQK）基因内，其反义链主要作为TRIQK前信使RNA（mRNA）的一部分表达。

对公开可用的RNA序列数据的分析表明，反义IRF5P1 RNA可能表达，他们假设这种反义RNA可能通过与IRF5 mRNA的互补结合来调节IRF5的表达，而人类遗传变异可能会调节这种相互作用，灵长类谱系中IRF5P1的保护表明其对灵长类进化和先天免疫有积极影响。

在第二篇文章中，他们发现颌骨的进化与IRF成员中细胞质定位的采用相吻合，这可能会增强快速免疫反应，以应对早期颌骨脊椎动物掠夺性生活方式带来的免疫挑战。具体而言，IRF成员在两个不同的脊椎动物谱系中经历了独立的扩张和多样化：有颌脊椎动物和无颌脊椎动物。有颌脊椎动物特异性因子IRF5在整个进化过程中保持了保守的核输出序列，而有颌脊椎动物中新多样化的IRF成员已经获得了细胞质定位。这种细胞质转变特别影响了参与I型干扰素（IFN）信号传导的IRF（IRF3、IRF5、IRF7和IRF9），表明其与有颌动物I型IFN系统的发展共同进化。

此外，IRF6是另一种颌骨脊椎动物特异性因子，在颌骨发育中起着至关重要的作用，反映了一种进化适应，使结构创新与免疫功能相一致。

Luwen Zhang表示这项工作对所有免疫领域都非常重要，它在免疫研究方面引起了很大的关注，而其中一个原因是IRF5与慢性人类自身免疫疾病的关系。

参考文献：

[1] Vanessa Hubing et al, Cytoplasmic Shift of Interferon Regulatory Factors Co-Evolved With Jawed Vertebrate Innate Immunity, Journal of Medical Virology (2025).

[2] Avery Marquis et al, The primate‐specific presence of interferon regulatory factor-5 pseudogene 1, Journal of Medical Virology (2024).

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