巨噬細胞靶向膽固醇還原酶 DHCR7 抑制劑應用
免疫領域TOP期刊《IMMUNITY》在線發(fā)表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所研究員王紅艷團隊與上海大學教授魏濱實驗室合作的題為 “Targeting 7-Dehydrocholesterol Reductase Integrates Cholesterol Metabolism and IRF3 Activation to Eliminate Infection” 的研究成果，該研究發(fā)現(xiàn)了抗病毒感染新型藥物靶點 。
文章亮點
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多種感染可下調(diào)巨噬細胞 DHCR7 的表達，但上調(diào) AKT3 的表達。
- DHCR7 和 7-DHC 的缺乏激活 PI3K-AKT3 途徑
- AKT3 結合 IRF3 促進 IRF3 Ser385 磷酸化，以滿足 IRF3 完全激活需求。
- 靶向 DHCR7 可預防小鼠受各種病毒感染
膽固醇代謝影響先天免疫應答，以抗感染。7- 脫氫膽固醇還原 (DHCR7) 是一種催化 7- 脫氫膽固醇 (7-DHC) 轉化為膽固醇的酶，是膽固醇生物合成的最后一步。那么研究人員是如何發(fā)現(xiàn) DHCR7 在抗病毒中的重要作用，并且進行驗證的呢？
首先，研究人員對肝炎感染病人的樣本、多類病毒感染的小鼠肝組織或巨噬細胞進行基因篩選，發(fā)現(xiàn) DNA 和 RNA 病毒感染后巨噬細胞會降低 DHCR7 的表達。敲除或者沉默 Dhcr7 基因證明: 靶向 Dhcr7 啟動一種未知的機制激活干擾素調(diào)節(jié)因子 3 (IRF3) 磷酸化，繼而上調(diào) IFN-I 的轉錄，增強抗病毒能力。
DHCR7 酶活對調(diào)節(jié) INF-β 至關重要，研究人員利用 DHCR7 抑制劑處理巨噬細胞發(fā)現(xiàn)，在水皰性口炎病毒 (VSV)、寨卡病毒 (ZIKV) 中 Ifnb 的表達量升高；通過抑制 DHCR7 可以預防巨噬細胞受 VSV、ZIKV 感染。
圖 2. DHCR7 抑制劑 AY9944 和 Tamoxifen 保護巨噬細胞免受多種病毒感染
研究人員利用流式細胞術及 LC-MS 確定了抑制劑的處理后總膽固醇降低，前體 7-DHC 的濃度顯著上調(diào)。為了探究 DHCR7 對 Ifnb 產(chǎn)生的影響是由于 7-DHC 的積累還是膽固醇的降低，加入 MβCD 標記膽固醇 (MβCD-CH) 或者切除 RAW264.7 細胞的 DHCR7 表達基因 (7-DHC 積累，無膽固醇），證明了 7-DHC 的積累誘導 Ifnb 高表達且增強細胞的病毒清除能力。
7-DHC 的積累、抑制劑 AY9944 處理或缺失 DHCR7 都破壞了細胞膜穩(wěn)定性，上調(diào) p85 的磷酸化，增強 PI3K 活性。抑制 PI3K 則阻斷 Ifnb 的表達增強。從 PI3K 的下游入手，發(fā)現(xiàn) AKT3 是 7-DHC 積累的關鍵下游效應器，導致感染后 IFN-β 升高。
通過質譜和點突變確認了 AKT3 和 TBK1 通過作用于 IRF3 的 S385A 和 S386A 位點，上調(diào) IRF3 的磷酸化水平， AKT3 和 TBK1 過表達及缺失實驗證明，AKT3 作為一種關鍵激酶，特異并主要上調(diào) IRF3 S385 磷酸化，而 TBK1 則進一步誘導 S386 磷酸化，從而實現(xiàn) IRF3 完全二聚化。通過突變與感染 VSV 巨噬細胞，證明了 7-DHC 依賴于 AKT3 調(diào)節(jié) IRF3 Ser385 的磷酸化。
最后，研究人員用小鼠進行體內(nèi)驗證了，DHCR7 抑制劑 AY9944 保護小鼠免受病毒感染，降低小鼠死亡率，證明了靶向 DHCR7 能有效預防病毒感染。
小 M 的思考
作者闡明了 DHCR7 在巨噬細胞抗病毒反應中的作用，并且發(fā)現(xiàn)了 DHCR7 抑制劑通過激活 AKT3 和 IRF3 以促進 IFN-1 的產(chǎn)生和抗病毒反應，為病毒預防的研究提供了新的靶點。
MCE 相關產(chǎn)品
AY9944AY 9944 是一種特異的膽固醇生物合成 (cholesterol biosynthesis) 抑制劑。 AY 9944 抑制 7- 脫氫膽固醇 Δ7- 還原酶 (DHCR7) 酶 (IC50 =13 nM)。AY 9944 引起膽固醇不足和 7DHC 積累。在高劑量下，AY 9944 也可在培養(yǎng)的胚胎中抑制固醇 Δ7-Δ8 異構酶，這會導致膽固醇 8-en-3β-ol 的積累。
Tamoxifen
Tamoxifen (ICI 47699) 是一種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑 (SERM)，可阻斷乳腺細胞中的雌激素作用，并可激活其他細胞，如骨骼，肝臟和子宮細胞中的雌激素活性。Tamoxifen 是一種有效的 Hsp90 激活劑，可增強 Hsp90 分子伴侶 ATPase 的活性。Tamoxifen 能以高親和力結合抗雌激素結合位點 AEBS (由 D8D7I 和 DHCR7 組成的異質低聚復合物)。
