RIG-I樣受體信號通路及其調控研究綜述

丁汝璇

【摘要】 RIG-I樣受體（維甲酸誘導基因I）是細胞質中的一類RNA解旋酶，屬于固有免疫的模式識別受體，其可以結合病原相關分子式及RNA配體識別非自身的病毒RNA，激活RIG-I信號通路，促進細胞因子產生，發揮抗病毒效應。本研究綜述RIG-I樣受體的多種信號通路和調控機制，為病毒感染的控制和免疫調節治療提供新的思路和方向。

【關鍵詞】 RIG-I樣受體; 信號通路; 調控機制; 病毒感染; 免疫反應

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2019.14.086 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6805（2019）14-0-03

A Review of RIG-I Like Receptor Signaling Pathway and Its Regulation/DING Ruxuan.//Chinese and Foreign Medical Research，2019，17（14）：-186

【Abstract】 RIG-I like receptor（retinoic acid-induced gene I） is a kind of RNA helicase in cytoplasm，which belongs to the pattern recognition receptor of innate immunity，which can bind the pathogenic correlation molecular formula and RNA ligand to identify non-own viral RNA，activate the RIG-I signaling pathway，promote the production of cytokines and exert the antiviral effect.This study reviews the various signaling pathways and regulatory mechanisms of RIG-I like receptors，providing new ideas and directions for the control of viral infection and immunomodulatory therapy.

【Key words】 RIG-I like receptors; Signal transduction pathway; Regulation mechanism; Viral infection; Immune response

First-authors address：Hunan Normal University School of Medicine，Changsha 410000，China

天然免疫模式識別理論最早于20世紀80年代末被提出，該理論指出：高等生物能通過體內的模式識別受體（PRRs），識別出病原微生物的保守分子式[1-2]。機體內的PRRs主要可以分成Toll樣受體家族、RIG-I樣受體家族、NOD樣受體家族和C型外源凝集素受體這四大類[3]。其中Toll樣受體家族和RIG-I樣受體家族是目前臨床上研究較多的模式識別受體，前者主要負責識別細胞外PAMP（疾病相關分子模式）和內涵體內的PAMP，而后者則主要識別細胞質中病毒復制過程中產生的雙鏈RNA，而且其在各種病毒感染的細胞中均有表達，故而許多學者認為RIG-I樣受體可能在抗病毒先天性免疫中發揮著重要作用[4-5]。牟娜等[6]曾研究慢性乙肝患者外周血中的模式識別受體TLR3、RIG-I、MDA5的表達水平，發現患者的TLR3、RIG-I、MDA5表達水平均有明顯的下降，這可能與HBV感染的慢性狀態有關。本研究對RIG-I樣受體的信號通路、調控機制進行

綜述。

1 RIG-I樣受體介導的抗病毒天然免疫信號轉導

目前的研究發現，RIG-I樣受體家族的成員主要包括三個：RIG-I、MDA5、LGP2，其中RIG-I最早于1997年被我國上海瑞金醫院血液病研究中心從人急性早幼粒白血病NB4細胞株中分離出來，是視黃酸處理刺激產生的最多的一個基因，由此而命名，其參與機體的先天性免疫反應[7]。RIG-I是細胞質內蛋白，N端為兩個串聯的半胱天冬酶活化募集結構域（CARD），中間部分則RNA解旋酶結構域，包含與ATP結合的關鍵位點;C端則為與RNA結合的結構域及抑制結構域，而RIG-I中具有RNA識別、信號抑制作用的區域被稱為C末端結構域。RIG-I、MDA5、LGP2均具有包含特殊DEX/DH框RNA解旋酶結構域，能與RNA結合，并且具有ATP酶的作用，促使RNA構想改變并激活下游信號的轉導[8]。

1.1 識別病毒核酸成分

RIG-I樣受體能識別病毒核酸成分，此類RIG-I樣受體都定位在細胞內膜結構上，機體在病毒感染后，病毒侵入到細胞后，在內涵提酸性環境中釋放核酸物質，進而被RIG-I樣受體所識別，主要包括TLR3、TLR7/TLR8、TLR9。RIG-I樣受體在細胞內的定位避免細胞外自身核酸物質做出免疫反應。

1.2 識別病毒非核酸成分

識別病毒非核酸成分的RIG-I樣受體往往指是定位在細胞膜上的受體，如：TLR2、TLR4，其能識別病毒的包被蛋白。以TLR2為例：識別病毒組分蛋白激活，如measles病毒的hemagglutini蛋白，而人體的CMV病毒等能誘導這些細胞因子產生，加上TLR2能介導1型干擾素產生，在非活化的牛痘病毒的刺激下，炎性細胞通過TLR2誘導大量1型干擾素產生，巨噬細胞中的TLR2則誘導炎性細胞產生。所以說，TLR2產生的1型干擾素并不依賴于病毒核酸物質。

1.3 介導抗病毒細胞信號轉導

在RIG-I樣受體的抗病毒信號通路中，大部分是因為RIG-I樣受體能識別病毒成分，并誘導1型干擾素產生，依賴其蛋白結構將病毒信號傳遞下去[9]。RIG-I樣受體有三個結構域：重復結構域（負責識別出PAMPs）、跨膜結構域和將活化信號傳導下去的TIR受體結構域，TIR受體結構域能招募含有TIR結構域的接頭蛋白，如TRIF、MyD88就是常見的接頭蛋白。例如：TLR4通過MyD88介導NF-κB通路活化。當病毒入侵宿主細胞后，分別被RIG-I和MDA5識別，隨后即通過定位在線粒體上的一個重要接頭蛋白MAVS（線粒體抗病毒信號蛋白）激活下游通道，使得IRF3發生磷酸化、活化。在誘導1型干擾素的通路中：MAVS活化后激活下游的TRAF3、TBK1、IKK-i，進而磷酸化活化IRF3。TRAF3、TBK1、IKK-i均是TLR通路激活1型干擾素產生的共用分子。MAVS招募TRAF3，并發生K63位連接泛素化，進而招募激活激酶TBK1和IKK-i對IRF3/IRF7進行磷酸化活化修飾，活化后轉移到細胞核，啟動1型干擾素。因此TRAF3具有促進1型干擾素通路活化的作用，當宿主體內的TRAF3細胞嚴重缺乏時，將會直接影響到對1型干擾素的激活。TRIM25是另一個調控RLRs通路的分子，其主要增強了RIG-I與MAVS的結合，進而促進RIG-I抗病毒信號通路的激活。王國慶等[10]為研究RIG-I是否具有抑制口蹄疫病毒復制的作用，從豬的PK15細胞中提取RNA進行檢驗研究，發現口蹄疫病毒感染會誘導細胞內RIG-I轉錄升高，且RIG-I能抑制口蹄疫病毒的復制，下調RIG-I有助于抑制口蹄疫病毒的復制，說明RIG-I在口蹄疫病毒感染中發揮著重要作用。

當機體受到病毒的入侵，病毒的結構蛋白成分被細胞膜上的RIG-I受體識別，而侵入到細胞后的病毒釋放核酸物質，又被細胞膜內的RIG-I受體識別，激活免疫信號通路;而病毒內化中，細胞質中的病毒核酸物質被TLR受體等識別，誘導激活抗病毒信號通路，由此各個信號通路相輔相成，構成了抗病毒的天然免疫信號網絡。

2 RIG-I樣受體信號通路的泛素化修飾

泛素是76個氨基酸長度的蛋白質，其通過三步酶促聯反應共價修飾到底物上[11]。在RIG-I樣受體信號通路中，其泛素化修飾主要表現為：RIG-I樣受體被E3泛素化酶調節，其中TRIM25是泛素連接酶，可以與RIG-I樣受體結合。TRIM25與RIG-I第一個CARD相互作用，催化第二個CARD172賴氨酸位點，發生K63位多聚泛素化修飾，招募MAVS，最后將激活信號傳遞給MAVS信號復合體。另外，E2泛素耦合酶UBC5則參與到RIG-I樣受體信號通路中，其可能參與MAVS下游的IKK-γ的K63泛素化，使IKK-γ招募TBK1及IRF/NF-κB的活化。

與此同時，RIG-I樣受體的信號通路也會被泛素化負調控。負調控的產生是為避免RIG-I信號通路的過度激活導致的機體損傷，宿主細胞催化信號通路的關鍵蛋白發生泛素化降解，從而控制下游的炎性細胞因子、干擾素產生[12-13]。例如：E3泛素連接酶RNF125催化RIG-I/MDA5通過蛋白酶體途徑降解，加上RNF125會被poly（I：C）誘導，從而形成負反饋環路。另外去泛素化酶在RIG-I信號通路中也起到顯著的負調控作用，如：DUBA與TRAF3相互作用，移除K63泛素鏈，從而使其食物與TBK1的相互作用，組織MAVS下游信號的轉導;又如：CYLD直接作用于RIG-I，去除K63泛素化修飾，控制干擾素的產生。

3 RIG-I樣受體信號通路的蛋白質修飾

3.1 磷酸化和去磷酸化

蛋白質磷酸化過程中，各種激酶激活信號通路，所以說許多激酶在RIG-I抗病毒信號通路中作用顯著[14]。例如：CK1激酶經磷酸化P65抑制RIG-I信號通路中INF-β的活化，信號傳遞過程即系列磷酸化級聯反應過程;IKB-α、IRF-3的激活過程也即系列磷酸化級聯反應。又如：IKK激酶復合物使IKB蛋白磷酸化，磷酸化后的IKB蛋白又被泛素連接酶識別，將其降解釋放NF-κB入核，啟動靶基因表達。蛋白質分子可通過磷酸化、去磷酸化調控RIG-I信號通路。

3.2 小泛素相關修飾物（SUMO）化和去SUMO化

SUMO化與泛素化的途徑相似，但是泛素化會誘導底物蛋白質降解，但是SUMO化不會，其能增強蛋白質穩定性，從而起到調節關鍵細胞作用，其往往需要通過活化酶E1、結合酶E2、連接酶E3來修飾靶蛋白。目前臨床上已發現有幾十種廣泛分布的SUMO化修飾靶蛋白，其使得SUMO分子自靶蛋白上解離，形成可逆的循環過程。

4 病毒對RIG-I樣受體介導信號轉導反應

機體在病毒感染后往往會破壞RIG-I低信號通路傳導，從而達到逃避細胞免疫反應的作用[15-16]。目前臨床上已有許多研究證實，有許多病毒蛋白能阻止RIG-I樣受體識別病毒RNA，靶向結合到RIG-I信號通路中的相關信號分子，從而達到調節或是阻止RIG-I信號通路的轉導作用[17-18]。例如：肝炎病毒，甲肝病毒屬于單股正鏈RNA病毒，其能使NEMO裂解，導致RIG-I信號通路的紊亂，從而逃逸細胞IFN反應。王林棟[19]研究基于RIG-I的狂犬病病毒的免疫調節機制，人為狂犬病病毒科通過多種方式盡可能地逃逸宿主免疫反應，如：N蛋白包裹病毒基因組，使得其不被RIG-I識別;P蛋白阻斷I型干擾素的產生;P蛋白拮抗ISG產生，多種方式組合構成狂犬病病毒在宿主體內的感染與免疫逃逸機制。

RIG-I樣受體的多種信號通路相輔相成，最終形成復雜的信號通路網絡，以達到減輕病毒感染危害的作用[20]。RIG-I樣受體在1型干擾素、促炎細胞因子產生等方面起到重要作用。RIG-I樣受體通過識別病毒，并通過多種信號通路和調控機制控制病毒感染反應;但是也有許多病毒通過調控RIG-I信號通路來逃避先天性免疫應答反應，這為臨床上病毒感染的控制治療提供新的思路和策略。

參考文獻

[1]丁云磊，孫英杰，王曉旭，等.RIG-I樣受體信號通路及其調控研究進展[J].中國動物傳染病學報，2014，22（5）：72-79.

[2]翟景波.RLRs家族中RIG-I和MDA-5的研究進展[J].微生物學免疫學進展，2017，45（1）：54-59.

[3]何邵平，賀建華，陳佳億，等.固有免疫相關模式識別受體研究進展[J].動物營養學報，2017，29（11）：3844-3851.

[4]陳良，楊旭，蔣孝志，等.家禽天然免疫受體MDA5的作用和相關調控機制[J].中國預防獸醫學報，2017，39（4）：333-336.

[5]胥靜，丁力，張俊平，等.Toll樣受體和其他分子識別受體在固有免疫中的相互作用[J].藥學實踐雜志，2014，32（5）：324-328，400.

[6]牟娜，樊秀紅，郭連峰，等.模式識別受體TLR3、RIG-I和MDA5在慢性乙肝患者外周血的表達水平[J].中國免疫學雜志，2016，32（5）：715-719.

[7]張麗麗，楊琦，閆江翠，等.RIG-I蛋白2CARD結構域真核表達載體的構建及其在HeLa細胞中的表達定位[J].齊齊哈爾醫學院學報，2016，37（22）：2749-2751.

[8]胡躍，孫英杰，王曉旭，等.利用PiggyBac轉座系統構建穩定表達鵝RIG-I的DF-1細胞系[J].中國動物傳染病學報，2014，22（3）：53-60.

[9]穆曉玲.RIG-I對Ⅰ型干擾素信號通路的調控[J].農業災害研究，2018，8（1）：28-32，37.

[10]王國慶，朱紫祥，曹偉軍，等.豬RIG-I真核表達載體的構建及其抗口蹄疫病毒作用研究[J].畜牧獸醫學報，2015，46（4）：600-607.

[11]王強，崔曄，李森林，等.泛素化修飾調控固有免疫信號通路的研究進展[J].生命的化學，2015，35（2）：164-175.

[12]常秋燕，周小凱，馬鵬，等.病毒感染激活TLRs和RLRs介導的IFN信號通路研究進展[J].動物醫學進展，2017，38（7）：87-91.

[13]廖倩，吳謖琦，孫修勤，等.胞漿內核酸受體RLRs的研究進展[J].海洋科學進展，2013，31（1）：153-160.

[14]李咸洋.Src對RIG-I蛋白的酪氨酸磷酸化調節抗病毒反應[A]//中華醫學會2014全國微生物學與免疫學學術年會論文匯編[C].中華醫學會、中華醫學會微生物學與免疫學分會：中華醫學會，2014：1.

[15]劉洋，陳頌，葛金文，等.RLRs介導的抗病毒免疫效應的研究進展[J].醫學綜述，2017，23（12）：2298-2302，2307.

[16]孟慶文，周長良，王偉，等.RIG-I遺傳修飾雞模型的抗病毒天然免疫機制研究[C]//中國免疫學會第十屆全國免疫學學術大會論文集.2015：25-26.

[17] Rajendran K-V，Zhang J，Liu S，et al.Pathogen recognition receptors in channel catfish：II.Identification，phylogeny and expression of retinoic acid-inducible gene I（RIG-I）-like receptors（RLRs）[J].Developmental and Comparative Immunology：Ontogeny，Phylogeny，Aging：The Official Journal of the International Society of Developmental and Comparative Immunology，2012，37（3/4）：381-389.

[18]張輝，崔煥忠，楊歡，等.調控抗病毒干擾素產生的信號轉導機制研究進展[J].中國免疫學雜志，2014，30（8）：1135-1139.

[19]王林棟.基于RIG-I的狂犬病病毒免疫逃逸機制[J].中國生物制品學雜志，2013，26（10）：1517-1521.

[20]趙樸，魏剛才，鄭玉姝，等.宿主-病毒在RIG-I信號通路中的相互作用[J].生命的化學，2008，28（4）：428-430.

（收稿日期：2018-12-13）