在机体抵御病毒入侵的过程中,I型干扰素(IFN)和其下游激活的干扰素刺激基因(ISG)构筑了宿主先天免疫的第一道防线。病毒核酸被模式识别受体(PRR)识别后,会启动级联信号反应,诱导I型IFN的产生,进而通过JAK-STAT通路驱动大量ISG的表达,形成正反馈循环以清除病毒。液-液相分离(LLPS)作为一种关键的生物物理调控机制,近来被发现在cGAS-STING和RIG-I-MAVS等信号通路中发挥着组织信号复合物、放大免疫应答的重要作用。PYHIN家族成员通常通过HIN结构域识别病毒DNA,然而缺乏该结构域的IFI208蛋白功能一直成谜。2026年7月24日,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所翁长江/刘宏扬课题组团队在《Nature Communications》杂志在线发表了题为“IFI208, an interferon-stimulated gene, promotes host antiviral responses through liquid-liquid phase separation of MDA5”的研究论文。该研究发现IFI208作为一个新型干扰素刺激基因,能够通过核输出蛋白XPO1介导的核质转运,与胞浆中的MDA5发生相互作用,并以双链RNA依赖的方式诱导MDA5发生液-液相分离,从而显著增强MDA5对病毒RNA的识别能力和寡聚化激活过程,最终促进I型干扰素的产生并抑制病毒复制。
研究团队发现,IFI208的表达受到病毒感染和I型干扰素信号的严格调控。在RNA病毒(如VSV、SeV、EMCV)和DNA病毒(如HSV-1、PRV、ADV)感染小鼠巨噬细胞后,IFI208的启动子活性、mRNA转录水平和蛋白表达水平均呈现显著上调。这种上调效应在IFNAR1或IFNAR2受体缺陷的细胞中完全消失,证实IFI208的表达依赖于经典的JAK-STAT信号通路。此外,与其他经典ISG如ISG56和ISG15相比,IFI208在多种刺激条件下的mRNA诱导倍数往往更高。研究团队利用IFI208基因敲除小鼠模型进一步证实,在缺失IFI208的情况下,无论是体外分离的巨噬细胞还是小鼠体内的靶器官,病毒感染后I型干扰素和炎症因子的产生都大幅下降,器官内的病毒载量则显著攀升,导致基因敲除小鼠对HSV-1和EMCV感染的死亡率明显高于野生型小鼠,揭示了IFI208在机体抗病毒防御中不可或缺的角色。
在分子机制层面,研究团队阐明了IFI208从细胞核转位至细胞质并协同MDA5发挥功能的完整链条。正常情况下,IFI208主要定位于细胞核内,当病毒感染发生后,IFI208通过其C端富含亮氨酸的核输出信号(NES)与核输出受体XPO1结合。使用XPO1特异性抑制剂Selinexor或敲低XPO1的表达,均能有效阻断病毒感染诱导的IFI208核质转位,表明XPO1是驱动IFI208出核的关键转运蛋白。进入细胞质的IFI208能够特异性地与MDA5结合,并且这种结合并不依赖IFI208直接结合RNA,而是极大地增强了MDA5与长链双链RNA的结合能力。RNA pull-down实验显示,在IFI208存在的情况下,被HMW-poly(I:C)和EMCV基因组RNA拉下的MDA5蛋白量显著增加。研究团队还发现,IFI208能够强力促进MDA5的寡聚化——这一过程是MDA5激活并招募下游MAVS信号分子所必需的。无论是在过表达系统中还是在原代巨噬细胞中,IFI208的缺失都会导致MDA5寡聚化条带的显著减弱。
更深入的机制探索揭示了IFI208促进MDA5液-液相分离形成的全新功能。利用活细胞显微成像技术,研究团队观察到GFP标记的IFI208在EMCV感染后迅速从细胞核转移到细胞质,并形成动态的、能够发生融合的球形点状结构。荧光漂白恢复(FRAP)实验表明,这些点状结构具有液态的流动性和恢复动力学特征,符合液-液相分离的物理属性。在体外实验中,纯化的重组IFI208蛋白在生理盐浓度下即可自发形成液滴,而将IFI208与MDA5以及HMW-poly(I:C)混合后,能观察到两者发生共凝聚,形成尺寸更大、信号更强的复合液滴。当使用IFI208基因敲除小鼠的巨噬细胞进行实验时,病毒感染或poly(I:C)刺激后细胞内几乎无法形成MDA5的点状聚集,这直接证明了IFI208是病毒诱导的MDA5相分离过程中不可或缺的驱动因子。最后,通过RNA干扰实验沉默MDA5的表达,研究者证实IFI208促进I型干扰素产生和抑制病毒复制的生物学功能几乎完全依赖于MDA5的存在。这项研究首次建立了PYHIN家族成员IFI208与MDA5介导的RNA识别及液-液相分离调控之间的桥梁,揭示了XPO1-IFI208-MDA5轴在宿主抵御DNA和RNA病毒感染中的关键调控作用,并为理解天然免疫信号复合物的时空动态组装提供了全新的视角。
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