近日，浙江大学医学院王福俤团队联合浙江大学动物科学院周继勇团队在国际著名学术期刊《Autophagy》在线发表新成果“HFEinhibitstypeIIFNssignalingbytargetingtheSQSTM1-mediatedMAVSautophagicdegradation”[1]。该成果阐明铁代谢及重要蛋白质HFE在抗禽流感病*H7N9先天免疫重要作用及新机制，为禽流感等流感病*防控提供了重要科学依据。
图1.发表论文首页截图
微量元素与人体健康息息相关，其中铁离子对于细胞和机体新陈代谢必不可少[2]。已有研究显示铁在机体抵抗微生物感染中发挥重要作用[3]，缺铁还可以导致NK细胞功能缺陷，影响淋巴细胞分泌白介素2的能力等[4]。但铁代谢及其重要蛋白质分子在抗病*免疫中的作用尚不明确。
I型干扰素通路是先天免疫的重要通路，对于调控免疫细胞功能，抑制病*扩增起关键作用，其中RIGI／MAVS属于上游通路之一。RIGI类的胞内受体识别病*RNA后，和定位于线粒体上的MAVS蛋白作用，招募TBK1进而激活干扰素调控因子IRF3和IRF7，后者入核激活一型干扰素转录[2][5]。I型干扰素通路上调表达ISGs,从而激活T细胞抗病*活性以及抑制病*在靶细胞的复制能力，以达到对抗病*感染的效果[6]。该新成果在铁代谢、HFE蛋白（经典铁过载/血色病蛋白）与MAVS蛋白间的调控机制有突破性发现。
图2.禽流感病*H7N9感染前后
原代巨噬细胞的铁代谢基因表达热图
（摘自发表论文Figure1）
为评估人体铁代谢状况与抗病*免疫反应的相关性，研究人员比对了禽流感病*H7N9感染前后的原代巨噬细胞和野生型小鼠的铁代谢基因表达谱。发现病*感染显著下调铁代谢基因Hfe、Hjv以及Slc40a1转录水平,同时铁调素编码基因Hepcidin的转录水平显著上调（图1）。使用其它病*感染模型后，确证了HFE转录水平被感染抑制，提示HFE在抗病*免疫中的独特作用。研究人员进一步发现Hfe敲除小鼠（HfeKO）对H7N9感染抵抗(图2)，而在KO小鼠中，发现Ifnb1的mRNA和蛋白水平高于野生型对照，KO巨噬细胞中I型干扰素通路上游激酶TBK1以及下游Stat1磷酸化水平均高于野生型细胞。这些数据说明感染条件下KO小鼠的I型干扰素通路显著增强。通过不同的干扰素通路上游通路敲除鼠的排除实验，确认了Hfe通过RIGI-MAVS而不是cGAS-STING通路调控I型干扰素。
遗传性血色病（HereditaryHemochromatosis），是一种以人体多器官严重铁蓄积为病理表现的遗传性疾病。遗传性血色病引发的铁蓄积会导致脏器受损，引发包括肝硬化、糖尿病、心脏病等多种并发症。遗传性血色病的分子病理机制是调控肝脏Hepcidin表达的信号通路分子和铁通道蛋白FPN出现基因突变，导致患者机体铁吸收和代谢紊乱，导致机体过量吸收膳食铁离子并沉积于肝脏、心脏和胰腺等重要脏器。HFE是经典的血色病基因，其突变引发患者铁过载的I型血色病。
图3.HfeKO小鼠对H7N9病*感染抵抗
（摘自发表论文Figure2）
深入机制研究探索发现HFE和MAVS蛋白有直接的相互作用。共表达实验发现，HFE影响MAVS蛋白的稳定性，并主要通过溶酶体途径降解MAVS。通过insilicostudy发现HFE蛋白存在保守序列可以和自噬标记物LC3B结合，并在显微镜下观察到HFE,、LC3B以及MAVS的共定位。而在自噬途径阻断的胚胎成纤维细胞（Atg5KOorAtg7KOMEF）中,并没有观察到共定位。还发现SQSTM1是HFE降解MAVS所必需的CargoReceptor，进一步明确了HFE在自噬通路中扮演的角色。这些发现提示，在RNA病*感染下，HFE作为接头蛋白（Adaptor）介导溶酶体依赖的MAVS降解，从而抑制免疫反应。
尽管HFE作为经典血色病（铁过载）蛋白，HfeKO小鼠表现为中度铁过载表型，但是研究人员发现铁代谢改变并不是HFE蛋白调控抗禽流感病*的主要因素。低铁膳食喂养显著增强HfeKO小鼠和野生型小鼠对病*感染抵抗能力（图3）。尽管铁水平影响了小鼠抗病*免疫，但是并不改变I型干扰素通路的激活水平。这些发现提示，HFE蛋白和铁代谢在抗禽流感病*免疫上存在迥然不同的调控途径，HFE具有非铁依赖的免疫调节功能。
图4.铁代谢水平变化不是HfeKO小鼠
抵抗H7N9感染的主要原因
（摘自发表论文Figure6）
图5.HFE蛋白通过溶酶体途径降解MAVS机制图
（摘自发表论文Figure7）
如模式图所示，该成果揭示了HFE蛋白通过结合CargoReceptor，促进溶酶体依赖自噬途径，从而降解MAVS，抑制抗病*免疫反应。该成果为禽流感病*的防治提供了重要科学依据.
刘娟博士后、吴晓鹏博士后、王海龙博士生和魏家玙博士生为本文的共同第一作者；周继勇教授和王福俤教授为本文共同通讯作者。浙江大学医学院闵*霞教授、吴谦博士和中山大学崔勇教授为论文作者。感谢哈佛大学NancyAndrews教授、中国科学院陈大华研究员、浙江大学医学院刘伟教授、福建医科大学郑春福教授、香港中文大学夏银教授及郑州大学夏总平教授馈赠研究所需的动物模型及质粒。该成果受到现代农业产业技术体系建设专项资、国家重点研发计划以及国家自然科学基金等经费资助。
遗传性血色病及其调控机制是王福俤教授团队的重点研究方向之一，前期成果包括：发现多个中国遗传性血色病患者基因突变新位点，发现人类血色病基因HFE和HJV调控铁代谢新机制，发现HDAC1去乙酰化酶调控Hepcidin和机体铁稳态新机制，发现FPN在肝细胞和巨噬细胞调控铁代谢的机制等，成果发表于《Hepatology》及《Blood》等著名国际期刊[7-11]。
参考文献
[1]JuanLiu#,XiaopengWu#,HailongWang,JiayuWei,QianWu,XingboWang,YanYan,JunCui,JunxiaMin*,FudiWang(王福俤)*,JiyongZhou*.HFEinhibitstypeIIFNssignalingbytargetingtheSQSTM1-mediatedMAVSautophagicdegradation.Autophagy,1-16().
[2]Ganz,T.Nemeth,E.Ironhomeostasisinhostdefenceandinflammation.Naturereviews.Immunology15,-().
[3]Ding,S.W.RNA-basedantiviralimmunity.NatRevImmunol10,-().
[4]Yan,N.Chen,Z.J.Intrinsicantiviralimmunity.NatImmunol13,-().
[5]Beard,J.L.,Dawson,H.Pinero,D.J.Ironmetabolism:a
