病毒感染人體如同外星體入侵我們的家園地球，地球如何加強“防御”和“軍隊建設”來保護人類的家園，一直是科學家和大眾關心的重要問題。在病毒或細菌感染下，宿主細胞能通過多種有效途徑參與抗感染。其中，病毒感染能誘導宿主細胞改變膽固醇代謝酶和代謝產物的表達，而膽固醇代謝也能調控宿主細胞抗病毒反應。
2019年12月24日，中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所，簡稱“分子細胞中心”）王紅艷研究員團隊與上海大學（原中科院武漢病毒所）魏濱教授實驗室合作在Immunity雜志（IF21.522）上發(fā)表了的研究成果：Targeting 7-dehydrocholesterol reductase integrates cholesterol metabolism and IRF3 activation to eliminate infection。這項研究揭示膽固醇中間代謝產物7-DHC和靶向DHCR7的抑制劑均能發(fā)揮抗多種病毒感染的功能，這將有助于開發(fā)抵御新發(fā)或重癥病毒感染的新策略。
為了找到參與機體抗病毒感染的膽固醇代謝酶或相應的天然產物，他們利用乙肝病毒感染肝癌病人樣本、多種類型病毒感染的小鼠肝組織或巨噬細胞進行篩選，發(fā)現(xiàn)不論應對DNA病毒，還是RNA病毒的感染，7脫氫膽固醇還原酶（DHCR7）的表達量均顯著降低。DHCR7是將7-脫氫膽固醇（7-DHC）轉化成膽固醇的關鍵酶，DHCR7突變的病人表現(xiàn)智力發(fā)育障礙，但是并不清楚DHCR7如何調控先天免疫抗病毒感染的功能。
通過構建條件性敲除DHCR7的小鼠、敲減或敲除DHCR7的巨噬細胞、利用小分子抑制劑阻斷DHCR7的酶活等策略，都能顯著增強病毒感染介導的IFNβ產生。并且，病毒感染的肝臟組織、DHCR7缺失或其抑制子處理的巨噬細胞升高7-DHC的含量，外加天然產物7-DHC也能促進巨噬細胞抗感染的功能。
有意思的是，用于治療乳腺癌的化療藥物他莫昔芬（Tamoxifen）曾被FDA批準能抑制DHCR7酶活，本研究發(fā)現(xiàn)他莫昔芬具有抑制水皰性口炎病毒（VSV）和寨卡病毒（ZIKV）感染的新功能。利用DHCR7抑制劑AY9944處理小鼠，血清中7-DHC含量顯著升高，保護小鼠抵抗致死劑量VSV和流感病毒（H1N1）的感染。
進一步的機制探索發(fā)現(xiàn)：靜息期的巨噬細胞表達很低水平的AKT3，病毒感染促進AKT3的表達，而代謝產物7-DHC能促進PI3K-AKT3的活化。此外，作為蛋白激酶的AKT3直接結合IRF3，增強IRF3在絲氨酸385位的磷酸化，進而促進IRF3二聚體形成和向細胞核內轉移，最終增強IFNβ產生。敲除AKT3的小鼠顯著降低IFNβ的產生，升高病毒載量，導致更多小鼠死亡。
研究的模型示意圖
綜上所述，靶向膽固醇代謝通路中的7-脫氫膽固醇還原酶（DHCR7）能導致上游產物7脫氫膽固醇積累，通過活化AKT3和IRF3，提高IFNβ和抗病毒功能。這項研究不僅為抵御新發(fā)或高致病性病毒的感染提供了新型藥物靶點，也為膽固醇代謝重編程調控天然免疫提供了新見解。
通訊作者：王紅艷研究員（中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心）和魏濱教授（上海大學）
第一作者：肖俊和李偉蕓（中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心）
王紅艷，英國倫敦帝國理工學院博士，中科院上海生化與細胞所研究員、研究組長。獲國家自然基金委“杰出青年”、“優(yōu)秀青年”、中科院優(yōu)秀指導老師稱號、中科院“百人計劃”和上海市“浦江人才”計劃的支持。主要研究巨噬細胞和T細胞調控炎癥相關疾病的研究，在Immunity、Nat Immunol、J Exp Med、PNAS、EMBO MM、Plos Pathog、Trends Cell Biol等發(fā)表30余篇文章。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1074761319304960?via%3Dihub
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以下截圖來自文章：
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[1]. Han X., et al., Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-Seq[J]. Cell. 2018 Feb 22;172(5):1091-1107.e17.
[2]. Wang J., et al., The mycobacterial phosphatase PtpA regulates the expression of host genes and promotes cell proliferation[J]. Nat Commun. 2017 Aug 15;8(1):244.
[3]. Zhu M, Dai X. Maintenance of translational elongation rate underlies the survival of Escherichia coli during oxidative stress[J]. Nucleic acids research, 2019.
[4]. Su G, Guo D, Chen J, et al. A distal enhancer maintaining Hoxa1 expression orchestrates retinoic acid-induced early ESCs differentiation[J]. Nucleic acids research, 2019.
[5]. Huang X, He M, Huang S, et al. Circular RNA circERBB2 promotes gallbladder cancer progression by regulating PA2G4-dependent rDNA transcription[J]. Molecular cancer, 2019, 18(1): 166.
[6]. Wang Z, Liu C, Zhu D, et al. Untangling the co-effects of oriented nanotopography and sustained anticoagulation in a biomimetic intima>
文章摘自：中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心
