Ontleden Innate Immune Signalering in Viral Evasion van cytokine productie
Summary
We beschrijven een protocol bij de antivirale cytokine productie in muizen geïnfecteerd met een model herpesvirus, muizen gamma herpesvirus 68 (γ HV68) die nauw verwant aan humane Kaposi-sarcoom geassocieerde herpesvirus (KSHV) en Epstein-Barr virus (EBV) te meten. Gebruik makend van genetisch gemodificeerde muizen en muis embryonale fibroblasten (MEF) hebben we de antivirale cytokine productie zowel in vivo als ex vivo. "Bereiding" de uitdrukking van aangeboren immuunsysteem componenten in knockout embryonale fibroblasten door lentivirale transductie, we verder lokaliseren specifieke aangeboren immuunsysteem moleculen en ontleden de belangrijkste signalering gebeurtenissen die differentieel reguleren van de antivirale cytokine productie.
Abstract
In antwoord op een virale infectie, is de gastheer immuunreactie geactiveerd up-reguleren genexpressie en productie van antivirale cytokines. Omgekeerd hebben virussen ingewikkelde strategieën te ontwijken en te exploiteren gastheerimmuunsysteem signalering voor overleving en voortplanting geëvolueerd. Virale immuun ontduiking keuring, waarbij de afweer en virale fraude, biedt een van de meest fascinerende en dynamische interfaces naar de host-virus interactie onderscheiden. Deze studies ons begrip in aangeboren immuniteit en effenen de weg naar nieuwe antivirale therapieën te ontwikkelen.
Muizen γHV68 is een natuurlijke ziekteverwekker van muizen knaagdieren. γHV68 infectie van muizen geeft een handelbaar klein diermodel om de antivirale respons op menselijke KSHV en EBV waarvan verstoring van in vivo virus-gastheer interacties is niet van toepassing te onderzoeken. Hier beschrijven we een protocol bij de antivirale cytokine productie te bepalen. Dit protocol kan worden aangepast aan andere virgebruikt en signaalwegen.
Onlangs hebben we ontdekt dat γHV68 kaapt MAVS en IKKβ, belangrijke aangeboren immuunsysteem signaleringscomponenten stroomafwaarts van de cytosolische RIG-I en MDA5 te NFKB activering en antivirale cytokine productie teniet. Concreet γHV68 infectie activeert IKKβ en dat geactiveerd IKKβ phosphorylates RelA om RelA afbraak versnellen. Als zodanig, γ HV68 ontkoppelt efficiënt NFKP activering van zijn upstream geactiveerd IKKβ, ontkennen antivirale cytokine genexpressie. Deze studie belicht een ingewikkelde strategie waarbij de upstream aangeboren immuunsysteem activering wordt onderschept door een virale ziekteverwekker aan de onmiddellijke downstream transcriptieactiveringsdomein teniet te doen en ontwijk antivirale cytokine productie.
Introduction
Recente studies hebben de algemene signalisatie cascades die in de montage gastheer aangeboren immuunrespons. Wonende in verschillende compartimenten, receptoren patroonherkenning (PRRS) detecteren pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMPs) van diverse oorsprong aangeboren immuunsysteem signalering activeren 1. De retinoic zuur-geïnduceerde gen I (RIG-I) en melanoom differentiatie antigeen 5 (MDA5) eiwitten zijn cytosole sensoren die RNA soorten herkennen met specifieke structurele kenmerken 2. Na activatie RIG-I reageert met de stroomafwaartse MAVS (ook bekend als IPS-1, VISA en CARDIF) adapter die op zijn beurt activeert het IKK (IKKαβγ) en IKK-gerelateerde kinase (TBK1 en IKKε, ook bekend als IKKI ) complexen 3-6. Geactiveerde aangeboren immuunsysteem kinases fosforileren belangrijke regulatoren van genexpressie, waaronder transcriptiefactoren en remmers daarvan, en maken transcriptionele activering van gastheer antivirale genen (bijv. IL6, TNF & #945;, CCL5 en IFNβ). Deze signaleringscascades vormen krachtige intrinsieke aangeboren immuunrespons dat een anti-microbiële staat te vestigen om pathogeen propagatie tijdens de vroege stadia van de infectie te beperken.
Muizen γHV68 is nauw verwant aan de menselijke oncogene KSHV en EBV. Aldus γHV68 infectie van muizen verschaft een handelbaar klein diermodel om de gastheer immuunrespons op gamma herpes virusinfectie in vivo onderzoeken 7. Met behulp γHV68, heeft ons lab een ingewikkelde strategie blootgelegd waarbij γHV68 kaapt hosten aangeboren immuunsysteem signalering naar virale infectie mogelijk te maken. Enerzijds γHV68 activeert de MAVS-IKKβ weg van virale transcriptionele activatie promoten via leiding geactiveerd IKKβ replicatie transactivator (RTA), het virale transcriptiefactor pijl op γHV68 replicatie 8 fosforyleren. Aan de andere kant, de IKKβ-gemedieerde fosforylering priemgetallen RelA voor degradatie en termijninates NFKB activering 9. Als zodanig γHV68 infectie vermijdt effectief antiviraal cytokine productie. Interessant is dat een screening met behulp van een expressie bibliotheek van γHV68 geïdentificeerd RTA als een E3 ligase aan RelA afbraak veroorzaken en trekt NFKB activering 10. Deze bevindingen ontrafel een ingewikkelde immuun ontduiking strategie waarbij de upstream immuun signalering evenementen worden benut door γHV68 om de ultieme antivirale cytokine productie ontkrachten.
Hier beschrijven we een protocol bij de antivirale cytokines in muizen geïnfecteerd met γHV68 zowel in vivo als ex viv o meten. In het protocol verder we de "gereconstitueerde" expressie van aangeboren immuunrespons componenten staand in de knockout embryonale fibroblasten door lentivirale transductie, die de functie van de specifieke aangeboren immuunrespons moleculen reguleren van de antivirale cytokine productie lokaliseert. Dit protocol kan gemakkelijk worden aangepast aan andere viruses en signaalwegen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Virale immuun ontduiking is een van de meest dynamische en boeiende interacties interfacing virale aanval en afweer 9. De gastheer aangeboren immuunsysteem componenten zijn zodanig dat signaaltransductie effectief wordt geïnitieerd en getrouw doorgegeven gestructureerd. Afbakening van de hiërarchie en de regulering van signaleringscascades is een vooraanstaande onderwerp van aangeboren immuniteit. Hier introduceren we een protocol bij de regulerende rol van een aangeboren immuun component, MAVS, in virale o…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wild-type (Mavs + / +) en knockout (Mavs – / -) muizen, Wildtype (Mavs + / +) en knockout (Mavs – / -) werden MEF vriendelijk verschaft door Dr Zhijian J. Chen (Universiteit van Texas Southwestern Medical Center) 13. Deze publicatie is gebaseerd op het werk gefinancierd door subsidies van de NIH (R01 CA134241 en R01 DE021445) en American Cancer Society (RSG-11-162-01-MPC).
Materials
References
- Akira, S., Uematsu, S., Takeuchi, O. Pathogen recognition and innate immunity. Cell. 124, 783-801 (2006).
- Kato, H., Takahasi, K., Fujita, T. RIG-I-like receptors: cytoplasmic sensors for non-self RNA. Immunol. Rev. 243, 91-98 (2011).
- Kawai, T., et al. IPS-1, an adaptor triggering RIG-I- and Mda5-mediated type I interferon induction. Nat. Immunol. 6, 981-988 (2005).
- Seth, R. B., Sun, L., Ea, C. K., Chen, Z. J. Identification and characterization of MAVS, a mitochondrial antiviral signaling protein that activates NF-kappaB and IRF 3. Cell. 122, 669-682 (2005).
- Xu, L. G., et al. VISA is an adapter protein required for virus-triggered IFN-beta signaling. Mol. Cell. 19, 727-740 (2005).
- Meylan, E., et al. Cardif is an adaptor protein in the RIG-I antiviral pathway and is targeted by hepatitis C virus. Nature. 437, 1167-1172 (2005).
- Speck, S. H., Virgin, H. W. Host and viral genetics of chronic infection: a mouse model of gamma-herpesvirus pathogenesis. Curr. Opin. Microbiol. 2, 403-409 (1999).
- Dong, X., et al. Murine gamma-herpesvirus 68 hijacks MAVS and IKKbeta to initiate lytic replication. PLoS Pathog. , (2010).
- Dong, X., Feng, P. Murine gamma herpesvirus 68 hijacks MAVS and IKKbeta to abrogate NFkappaB activation and antiviral cytokine production. PLoS Pathog. 7, (2011).
- Dong, X., et al. Murine gammaherpesvirus 68 evades host cytokine production via replication transactivator-induced RelA degradation. J. Virol. 86, 1930-1941 (2012).
- Dong, X., Feng, P. Dissecting Host-virus Interaction in Lytic Replication of a Model Herpesvirus. J. Vis. Exp. , (2011).
- He, S., et al. Receptor interacting protein kinase-3 determines cellular necrotic response to TNF-alpha. Cell. 137, 1100-1111 (2009).
- Sun, Q., et al. The specific and essential role of MAVS in antiviral innate immune responses. Immunity. 24, 633-642 (2006).
