內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在抗病毒天然免疫應(yīng)答中的研究進(jìn)展

李 正，方 錢綜述，陳濤涌審校

0 引 言

天然免疫系統(tǒng)是機(jī)體抵御病原微生物入侵的第一道防線。機(jī)體通過模式識(shí)別受體識(shí)別病原相關(guān)分子模式或損傷相關(guān)分子模式啟動(dòng)天然免疫應(yīng)答。2019年末爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎疫情，提示我們病毒的存在仍然會(huì)對(duì)人類健康及社會(huì)穩(wěn)定造成極大影響[1]。病毒感染后，機(jī)體可通過模式識(shí)別受體識(shí)別病毒的核酸及其他模式分子并立即啟動(dòng)天然免疫應(yīng)答，激活相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)干擾素以及炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而發(fā)揮抗病毒效應(yīng)，清除病毒感染并修復(fù)組織損傷。然而，由于病毒的自身理化特性、基因突變、繁殖速度快等因素，病毒感染通常復(fù)雜且迅速，天然免疫系統(tǒng)往往需要多種機(jī)制參與才能保證有效地識(shí)別、清除病毒。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與調(diào)控包括蛋白質(zhì)折疊、翻譯后修飾、鈣儲(chǔ)存和脂質(zhì)膜生物合成等在內(nèi)的多種功能，其穩(wěn)態(tài)對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定、細(xì)胞正常的生理功能至關(guān)重要。在病毒感染過程中，病毒可利用宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成其生命周期所需蛋白，從而完成病毒入侵、蛋白合成折疊與修飾、基因組復(fù)制以及病毒組裝與釋放等過程[2]。盡管內(nèi)質(zhì)網(wǎng)受到各種機(jī)制的精密調(diào)控，但病毒的活動(dòng)在某些情況下將誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生[3]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生后，為保持蛋白質(zhì)合成的保真度，維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常生理功能，真核細(xì)胞主要通過激活未折疊蛋白反應(yīng)(Unfolded protein response，UPR)來糾正內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的狀態(tài)[4]。雖然UPR是細(xì)胞應(yīng)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的一種方式，但已有眾多研究表明，UPR從多個(gè)水平參與了天然免疫反應(yīng)，如直接防御微生物病原體、抗原呈遞、調(diào)控促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生、維持代謝穩(wěn)態(tài)和免疫耐受、參與免疫原性細(xì)胞死亡等[5]。近些年來，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在抗病毒天然免疫中發(fā)揮的作用逐漸被揭示。病毒感染后造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激將通過多種通路的活化調(diào)節(jié)天然免疫系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)病毒的復(fù)制、致病性等造成顯著影響。本文就內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激活化UPR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、病毒感染誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、UPR響應(yīng)病毒感染、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與抗病毒天然免疫等方面作一綜述。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激活化UPR信號(hào)通路

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在蛋白穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)失調(diào)時(shí)所誘發(fā)的一種應(yīng)激反應(yīng)。多種生理壓力和環(huán)境波動(dòng)均可能破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能從而導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生。例如，某些外部因素，如細(xì)胞缺氧、pH值過低、氧化脂質(zhì)暴露、營養(yǎng)缺乏等微環(huán)境改變，以及在腫瘤治療過程中應(yīng)用細(xì)胞毒性藥物、放射性物質(zhì)等，或某些細(xì)胞內(nèi)部因素，如高代謝需求、活性氧聚集、細(xì)胞分化或明顯偏離代謝調(diào)定點(diǎn)等，均可能造成細(xì)胞蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)失衡，進(jìn)而導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)大量蓄積，觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[5-6]。

為抵抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中異常蛋白質(zhì)的過度蓄積，機(jī)體可通過UPR緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。UPR是一種進(jìn)化上保守的應(yīng)激反應(yīng)，將從基因轉(zhuǎn)錄、蛋白翻譯和修飾等多個(gè)層面進(jìn)行調(diào)控，以減輕未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白的負(fù)荷，恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白合成的穩(wěn)態(tài)。然而，當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激無法緩解或過強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞將無法恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)正常生理狀態(tài)，并將啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)源性的凋亡程序，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[7-8]。

UPR主要由肌醇酶1α(Inositol-requiring enzyme 1α，IRE1α)、PKR樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PKR-like ER-resident kinase，PERK)和激活轉(zhuǎn)錄因子6α(Activating transcription factor 6α，ATF6α)三種定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的跨膜蛋白驅(qū)動(dòng)，這三種蛋白共同發(fā)揮感受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)的作用。在細(xì)胞穩(wěn)定狀態(tài)下，這三種跨膜蛋白的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)域被熱休克蛋白70分子伴侶BiP(HSP70-type chaperone binding-immunoglobulin protein)所結(jié)合，并處于失活狀態(tài)[9]。由于BiP對(duì)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)的親和力比三種跨膜蛋白高，當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí)，BiP將與以上三種跨膜蛋白解離，進(jìn)一步誘導(dǎo)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)。

1.1IRE1α-XBP1s通路IRE1α信號(hào)通路是UPR中最為保守的一條通路。BiP從IRE1α的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)域解離之后，IRE1α發(fā)生寡聚化以及自發(fā)磷酸化，誘發(fā)IRE1α構(gòu)象的改變，從而激活其C端RNA酶活性。在胞質(zhì)中，IRE1α通過剪切轉(zhuǎn)錄因子X盒結(jié)合蛋白1(X-box binding protein 1，XBP-1)mRNA，從而編碼產(chǎn)生剪切型的XBP-1s蛋白。XBP-1s蛋白促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)上的擴(kuò)張，并可上調(diào)蛋白折疊相關(guān)基因的表達(dá)，從而緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[10]。近些年隨著研究的不斷深入，XBP-1s蛋白參與調(diào)控的范圍不斷拓展，在包括脂質(zhì)代謝、炎性細(xì)胞因子、HIF1-α缺氧反應(yīng)以及細(xì)胞分化等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用[5]。此外，IRE1α也可通過可調(diào)控的IRE1α依賴衰減途徑(regulated IRE1α-dependent decay，RIDD)降解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的mRNA，從而限制蛋白質(zhì)的翻譯[11]。

1.2PERK-eIF2α-CHOP通路PERK是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的跨膜蛋白，同時(shí)也是4種已知的真核翻譯起始因子2α(translational initiation factor 2α in eukaryotes，eIF2α)蛋白激酶之一。在BiP解離后，PERK可同樣發(fā)生寡聚化及自發(fā)磷酸化，顯著增強(qiáng)由PERK所介導(dǎo)的翻譯抑制，并大幅誘導(dǎo)蛋白穩(wěn)態(tài)相關(guān)介質(zhì)的產(chǎn)生。PERK可通過磷酸化eIF2α，抑制5′端帽依賴的蛋白翻譯過程[12]，從而廣泛抑制蛋白合成。但近期的研究表明，eIF2α磷酸化引發(fā)的蛋白下調(diào)并不一致。其中，穩(wěn)定性高的蛋白翻譯下調(diào)得更加持久，而壽命短、穩(wěn)定性差的蛋白則下調(diào)得相對(duì)較弱[13]。此外，磷酸化的eIF2α在抑制蛋白翻譯的同時(shí)，導(dǎo)致5′端含有短開放閱讀框的mRNA翻譯增強(qiáng)，從而促進(jìn)激活轉(zhuǎn)錄因子4(activating transcription factor 4，ATF4)的表達(dá)[14]。ATF4隨后促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子C/EBPα-同源蛋白(C/EBP homologous protein, CHOP)以及GADD34的產(chǎn)生。其中，CHOP參與調(diào)節(jié)自噬、氨基酸代謝、抗氧化反應(yīng)和細(xì)胞死亡等生理過程，而GADD34則通過去磷酸化eIF2α負(fù)向調(diào)節(jié)PERK通路[15]。

1.3ATF6α通路ATF6α是一種以胞質(zhì)N端bZIP轉(zhuǎn)錄因子為特征的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白。不同于PERK和IRE1α，BiP解離后ATF6α轉(zhuǎn)移至高爾基體，在高爾基體近膜位點(diǎn)常駐蛋白酶(S1P和S2P)的作用下，ATF6α蛋白水解釋放N-末端結(jié)構(gòu)域，進(jìn)入細(xì)胞核并作為轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)分子伴侶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解(ER-associated degradation，ERAD)復(fù)合體的形成，并調(diào)控蛋白的折疊和降解[16]。

1.4UPR信號(hào)通路的協(xié)作在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí)，UPR三條信號(hào)通路相互協(xié)調(diào)，以最大限度地提高細(xì)胞的適應(yīng)性。其中，XBP-1和ATF6α通過上調(diào)伴侶蛋白、糖基化酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解成分、細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和蛋白質(zhì)二硫化物異構(gòu)酶等來增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的折疊能力[17]。IRE1α通過降解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的mRNA限制蛋白質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)流。PERK下調(diào)蛋白質(zhì)合成反應(yīng)，從而使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有充分時(shí)間糾正蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊。此外，值得注意的是，在致死性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)下，IRE1α通路逐漸關(guān)閉，而PERK持續(xù)激活，這表明UPR三條通路的選擇性激活對(duì)于調(diào)節(jié)細(xì)胞適應(yīng)和存活同樣至關(guān)重要[18-20]。

由此可看出，UPR是一個(gè)由三條通路組成的復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，三條通路相互配合，共同緩解細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)。但另一方面，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間過長或超過細(xì)胞自身調(diào)節(jié)能力時(shí)，UPR將導(dǎo)致細(xì)胞凋亡等效應(yīng)。

2 病毒感染誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

2.1 誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的病毒及其特征首先，誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的病毒具有致病性或毒性。同一類型病毒毒株，其無毒毒株或減毒毒株，如非細(xì)胞病變的輕度杜貝病毒[21]，不觸發(fā)或僅觸發(fā)輕微的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與病毒的毒性和致病力密切相關(guān)。其次，利用宿主內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為其糖蛋白合成、基因組復(fù)制和病毒顆粒組裝場(chǎng)所的病毒，如非洲豬瘟病毒(african swine fever virus，ASFV)[22]和SARS病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV)[23]，傾向于觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。此外，能夠通過調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增殖與形態(tài)以塑造適宜病毒復(fù)制場(chǎng)所的病毒易于誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，如水痘-帶狀皰疹病毒能夠刺激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增殖[24]、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)能夠改變內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)從而觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[25]。最后，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成、加工并定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的病毒蛋白如豬流行性腹瀉病毒E/N蛋白[26]，易于誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。

2.2病毒誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的機(jī)制在病毒感染后的復(fù)制周期中，病毒利用宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生大量的病毒蛋白。這些大量合成的蛋白超過了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的折疊能力，從而導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生[27]。另一方面，病毒蛋白如人類巨細(xì)胞病毒(human cytomegalovirus, HCMV)的 US11 蛋白、登革病毒E蛋白等，通過與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位分子伴侶BiP等相互作用，促進(jìn)病毒蛋白的折疊與復(fù)制，促進(jìn)病毒增殖，進(jìn)而誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[28]。此外，病毒感染所誘導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子以及干擾素等的大量合成，如TNFα、IL-1β、IL-6以及IFN-γ等，同樣可能誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[29]。然而，目前大多數(shù)病毒觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的具體機(jī)制仍未完全闡明，病毒蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)快速合成與堆積導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成壓力的增加、感染誘發(fā)的免疫炎癥反應(yīng)、病毒復(fù)制對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的干擾以及病毒蛋白與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)分子伴侶蛋白BiP等的相互作用等，可能解釋病毒感染造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。此外，鑒于UPR廣泛存在于免疫炎癥反應(yīng)的多個(gè)階段，組織環(huán)境等因素在病毒感染期間是否觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激需要進(jìn)一步闡明。

3 UPR響應(yīng)病毒感染

3.1 病毒感染造成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激并激活UPR病毒感染造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生后，細(xì)胞可通過誘導(dǎo)UPR緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。研究表明，在不同病毒感染情況下，UPR活化的通路有所不同，其中PERK-eIF2α通路在病毒感染時(shí)能夠被更廣泛地激活[29]。但有研究發(fā)現(xiàn)，西尼羅河病毒(West Nile Virus, WNV)在感染過程中更傾向于誘導(dǎo)ATF6α以及IRE1α，且具有高水平XBP1激活的表現(xiàn)，而eIF2α磷酸化及其下游信號(hào)通路轉(zhuǎn)錄幾乎不受影響[30]。此外，ASFV單獨(dú)誘導(dǎo)ATF6α通路的激活[22]。由此可看出，病毒誘導(dǎo)的UPR通路相差較大，多數(shù)病毒能夠激活UPR全部三條通路，但有些僅可活化其中一條。到目前為止，病毒選擇性激活UPR通路的機(jī)制尚未完全闡明，病毒自身結(jié)構(gòu)、蛋白組成成分以及其在宿主細(xì)胞內(nèi)的生存方式等因素均可能對(duì)UPR通路的活化產(chǎn)生影響。

3.2UPR影響病毒復(fù)制UPR在抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)合成、增加蛋白質(zhì)的折疊能力、促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白降解的同時(shí)，可能對(duì)病毒的復(fù)制產(chǎn)生影響[31]。有研究指出，毒胡蘿卜素(Thapsigargin)能夠誘導(dǎo)UPR上調(diào)，促進(jìn)IRE1α通路活化抑制包括新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)在內(nèi)的多種冠狀病毒復(fù)制減弱[32]。PERK-eIF2α通路介導(dǎo)的整體蛋白翻譯減緩(包括病毒蛋白)能夠作為抗病毒機(jī)制從而限制WNV的復(fù)制[30]。IRE1α-XBP1通路介導(dǎo)的ERAD途徑降解乙型肝炎病毒(hepatitis B Virus，HBV)包膜蛋白從而減少胞內(nèi)病毒顆粒的累積[33]。在呼吸合胞病毒感染時(shí)，IRE1α通過RIDD降解病毒RNA從而阻斷病毒復(fù)制[34]。

值得一提的是，UPR在某些情況下也可能造成病毒復(fù)制的增強(qiáng)。其中，ATF6α可通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白的表達(dá)協(xié)助病毒蛋白折疊，ATF4能夠協(xié)助細(xì)胞代謝重建并恢復(fù)蛋白翻譯，IRE1α-XBP1通路可通過增強(qiáng)蛋白折疊能力以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的生物合成從而促進(jìn)病毒復(fù)制。研究表明，活化的ATF6能夠促進(jìn)ASFV的復(fù)制[22]，寨卡病毒感染則激活的IRE1α-XBP1通路可促進(jìn)其自身的復(fù)制[35]。上述結(jié)果說明，在病毒感染后導(dǎo)致的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過程中，UPR對(duì)于病毒復(fù)制起著雙重作用，而UPR在病毒感染時(shí)具體發(fā)揮何種效應(yīng)可能取決于所感染的病毒種類、病毒荷載量以及宿主細(xì)胞特異性等。

3.3病毒調(diào)控UPR以促進(jìn)自身復(fù)制雖然UPR能夠影響病毒復(fù)制，但病毒為了在宿主細(xì)胞中存活和增殖，可通過對(duì)UPR進(jìn)行調(diào)控，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激限制在有利于病毒復(fù)制的水平，從而避免被細(xì)胞的自我保護(hù)機(jī)制所損害。

HCV亞基因組復(fù)制子和HCMV能夠通過抑制XBP1s的轉(zhuǎn)錄活性，負(fù)向調(diào)控IRE1α-XBP1通路，從而增強(qiáng)病毒蛋白的合成，維持病毒的感染[36]。在單純皰疹病毒1(herpes virus 1，HSV-1)感染期間，HSV-1的UL1蛋白通過減少XBP1的mRNA累積，從而降低XBP1的表達(dá)并能夠抑制XBP1剪切活化[37]。而日本腦炎病毒則可利用RIDD來降解宿主RNA而不影響病毒本身RNA[38]。此外，某些病毒能夠根據(jù)自身需要，重置細(xì)胞的翻譯程序，逃避PERK-eIF2α通路介導(dǎo)的抑制效應(yīng)。如基孔肯雅病毒能夠通過上調(diào)p58IPK的轉(zhuǎn)錄從而抑制PERK的活性[39]，從而逃逸PERK-IRE1α通路的影響。

較為特殊的是，某些病毒可直接控制宿主蛋白的產(chǎn)生從而對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激進(jìn)行調(diào)控。如甲型流感病毒通過表達(dá)其非結(jié)構(gòu)蛋白NS1干擾宿主信使RNA加工因子CPSF30，并抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)因子XBP1等，限制宿主蛋白的產(chǎn)生以緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，促進(jìn)病毒復(fù)制[40]。

由此可見，病毒感染全面或選擇性激活的UPR將從兩個(gè)方面響應(yīng)病毒感染。一方面UPR通過影響病毒蛋白的合成促進(jìn)或抑制病毒復(fù)制，另一方面病毒也能夠通過對(duì)UPR的調(diào)控，避免被宿主細(xì)胞清除，促進(jìn)自身復(fù)制。

4 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與抗病毒天然免疫反應(yīng)

機(jī)體免疫系統(tǒng)在識(shí)別病毒入侵后，通過誘導(dǎo)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)并激活相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，激活下游效應(yīng)。研究表明，病毒感染誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生與促炎細(xì)胞因子和I型干擾素的產(chǎn)生密切相關(guān)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通過誘導(dǎo)UPR的發(fā)生參與調(diào)控抗病毒天然免疫反應(yīng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而對(duì)病毒的致病性產(chǎn)生影響。

4.1UPR增強(qiáng)抗病毒天然免疫反應(yīng)病毒感染宿主細(xì)胞后被模式識(shí)別受體所識(shí)別，并激活宿主的天然免疫應(yīng)答。在此過程中，UPR可作為細(xì)胞內(nèi)的“危險(xiǎn)”信號(hào)提醒病毒入侵并增強(qiáng)抗病毒免疫反應(yīng)，促進(jìn)炎性細(xì)胞因子和I型干擾素的產(chǎn)生。

HCV感染后激活I(lǐng)RE1α并進(jìn)一步誘導(dǎo)活化TRAF2-JNK通路，從而促進(jìn)炎性介質(zhì)表達(dá)，誘導(dǎo)肝臟細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[41]。So等[42]發(fā)現(xiàn)IRE1α通過XBP-1介導(dǎo)了應(yīng)激誘導(dǎo)的抗病毒IKK相關(guān)激酶的上調(diào)，進(jìn)而增強(qiáng)抗病毒免疫應(yīng)答強(qiáng)度。Cho等[43]的研究表明，HBV合成的X蛋白通過PERK-eIF2α通路活化ATF4，誘導(dǎo)環(huán)加氧酶2的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)肝細(xì)胞炎癥反應(yīng)。傳染性胃腸炎病毒(transmissible gastroenteritis virus, TGEV)能夠激活PERK-eIF2α信號(hào)通路，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)翻譯的整體衰減，這一效應(yīng)除直接抑制病毒產(chǎn)生外，還導(dǎo)致了IκBα水平顯著降低并增強(qiáng)了NF-κB活化,促進(jìn)I型干擾素的產(chǎn)生，從而負(fù)性調(diào)控病毒復(fù)制[44]。SARS-CoV-2感染能顯著刺激NF-κB蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步研究顯示，其活化與IRE1α的表達(dá)增加密切相關(guān)，表明病毒感染誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)可能促進(jìn)了宿主細(xì)胞的炎性環(huán)境[45]。此外，同型半胱氨酸誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白(homocysteine-induced ER Protein, HERP)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時(shí)由UPR誘導(dǎo)表達(dá)。在RNA病毒感染過程中HERP表達(dá)上調(diào)，通過與TANK結(jié)合激酶1相互作用，放大 MAVS信號(hào)并促進(jìn)IFN調(diào)節(jié)因子3和NF-κB的磷酸化和核轉(zhuǎn)位，增強(qiáng)I型干擾素的表達(dá)，從而抑制RNA病毒的復(fù)制[46]。以上研究均表明在病毒感染過程中，UPR增強(qiáng)抗病毒免疫應(yīng)答、促進(jìn)免疫炎性細(xì)胞因子上調(diào)，限制病毒復(fù)制，進(jìn)而對(duì)病毒感染造成顯著影響。

4.2UPR抑制抗病毒天然免疫反應(yīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激還可通過誘導(dǎo)UPR的發(fā)生，抑制抗病毒天然免疫應(yīng)答，進(jìn)而造成病毒的免疫逃逸。水皰性口炎病毒和HCV可通過激活PERK-CHOP通路，誘導(dǎo)IFNAR1磷酸化依賴的泛素化，并導(dǎo)致其降解，抑制I型干擾素通路和抗病毒天然免疫強(qiáng)度，從而促進(jìn)病毒的免疫逃逸，增加病毒的致病力[47-48]。HCMV合成的US11蛋白激活UPR從而促進(jìn)MHC-I類分子的降解，造成免疫逃逸，從而導(dǎo)致慢性感染的發(fā)生[49]。此外，HCV還可通過CHOP和隨后的自噬激活拮抗IFN-β的產(chǎn)生，從而抑制抗病毒天然免疫反應(yīng)[50]。WNV感染能夠誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激并通過ATF6通路的活化促進(jìn)細(xì)胞存活，抑制I型干擾素信號(hào)通路，從而促進(jìn)WNV的免疫逃逸及復(fù)制[30,51]。這說明，UPR在抗病毒天然免疫應(yīng)答中的效應(yīng)同樣是雙重的。但病毒所觸發(fā)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)如何在細(xì)胞促炎和抑炎效應(yīng)之間平衡仍有諸多未知因素，病毒自身特性、細(xì)胞的異質(zhì)性、免疫細(xì)胞狀態(tài)以及UPR活化的強(qiáng)度可能是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)抗病毒免疫反應(yīng)活化的重要因素。

4.3抗病毒天然免疫應(yīng)答反饋調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及UPR在病毒感染所導(dǎo)致的抗病毒天然免疫應(yīng)答過程中，抗病毒效應(yīng)分子的表達(dá)能夠反饋性地對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)病毒感染產(chǎn)生調(diào)控作用。在HBV病毒感染的肝細(xì)胞中，HBsAg的積累誘導(dǎo)了肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生，而干擾素與慢性HBV感染期間的肝損傷密切相關(guān)[52]。Baudi等[53]的研究發(fā)現(xiàn)，IFNα能夠抑制HBV感染肝臟細(xì)胞的UPR，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)細(xì)胞死亡的發(fā)生。而通過抑制GRP78或使用低劑量衣霉素誘導(dǎo)UPR上調(diào)，可以減緩IFNα介導(dǎo)的肝損傷。此外，有研究顯示，在HCV感染肝臟細(xì)胞后，IFNλ4在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中大量聚集誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生后，MHC-I復(fù)合物對(duì)HCV抗原肽的加載和表面呈遞能力將受到顯著影響，造成HCV特異性的T細(xì)胞反應(yīng)減弱，從而有利于病毒的免疫逃逸[54]。

由此可見，在抗病毒免疫應(yīng)答發(fā)生后，免疫炎性細(xì)胞因子等的表達(dá)能夠反饋性作用于抗病毒免疫的效應(yīng)，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激所誘導(dǎo)的UPR在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

5 結(jié)語與展望

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通過觸發(fā)UPR抑制蛋白質(zhì)合成、降解相關(guān)蛋白從而抑制病毒復(fù)制，并增強(qiáng)天然免疫以及炎性反應(yīng)強(qiáng)度，對(duì)病毒復(fù)制、荷載以及致病性發(fā)揮影響。另一方面，UPR增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的折疊能力、協(xié)助細(xì)胞蛋白翻譯也可促進(jìn)病毒復(fù)制，并通過其中某些環(huán)節(jié)削弱抗病毒天然免疫應(yīng)答以及炎性反應(yīng)。與此同時(shí)，病毒在長期的進(jìn)化過程中也發(fā)展出了調(diào)控UPR的不同機(jī)制，進(jìn)而造成免疫逃逸，促進(jìn)自身的繁殖。這些均提示我們內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能在抗病毒天然免疫中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在病毒復(fù)制、致病過程中的作用廣泛而復(fù)雜，目前病毒感染與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激間相互作用的具體機(jī)制尚未被完全闡明。對(duì)于大多數(shù)病毒蛋白而言，還不清楚究竟是哪些特殊的修飾方式、結(jié)構(gòu)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生有關(guān)。此外，病毒感染后造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是否會(huì)造成天然免疫細(xì)胞識(shí)別功能的紊亂等，都有待于我們更加深入地探索。而通過這些努力，終將會(huì)為我們找到行之有效的抗病毒策略提供幫助。