IRF3在抗病毒固有免疫應(yīng)答中的作用及調(diào)控機(jī)制①

季曉麗 張毓川 陳 瑋

(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫研究所，杭州310058)

固有免疫系統(tǒng)通過(guò)模式識(shí)別受體(Pattern-recognition receptors，PRR)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式(Pathogen-associated molecular patterns，PAMP)或危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(Danger-associated molecular patterns，DAMP)，這是機(jī)體抵御病原微生物入侵的第一道防線。PRR如Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)、RIG-Ⅰ樣受體[Retinoic acid inducible gene-Ⅰ(RIG-Ⅰ)-like receptors，RLRs]、環(huán)鳥(niǎo)苷酸-腺苷酸合成酶[cyclic GMP-AMP (cGAMP) synthase，cGAS]等，識(shí)別相應(yīng)的病毒RNA或DNA后啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，并誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的Ⅰ型干擾素(Interferon，IFN)，進(jìn)而發(fā)揮強(qiáng)大的抗病毒效應(yīng)[1]。作為機(jī)體固有免疫應(yīng)答的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，干擾素調(diào)節(jié)基因3(Interferon regulatory factors 3，IRF3)在抵抗和控制病毒感染的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

IRF3是IRF家族的一員，目前發(fā)現(xiàn)該家族有10個(gè)成員，分別是IRF1-IRF9和病毒IRF(v-IRF)。人源IRF3基因長(zhǎng)約6.3 kb，編碼的蛋白質(zhì)含有427個(gè)氨基酸，分子質(zhì)量約55 kD。IRF3主要有3個(gè)結(jié)構(gòu)域，為DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNA-binding domain，DBD)、轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域(Transcription activation domain，TAD)和羧基末端調(diào)節(jié)域(C-terminal regulatory domain，RD)。TAD包含核輸出序列(Nuclear export signal，NES)、核定位序列(Nuclear localization signal，NLS)、脯氨酸富含區(qū)和IRF相關(guān)結(jié)構(gòu)域(Interferon regulatory factor-associated domain，IAD)。DBD是家族共同的保守結(jié)構(gòu)域，位于蛋白的氨基端(N端)，呈螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋的結(jié)構(gòu)，具有與DNA結(jié)合的功能。除IRF1、IRF2外，其他IRFs都具有IAD，可與自身或其他家族成員形成同源或異源二聚體，也能與其他轉(zhuǎn)錄因子相互結(jié)合促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄[2]。此外，IRF3 RD區(qū)的磷酸化位點(diǎn)與IRF3的活化息息相關(guān)[3]。

IRF3與IRF7具有高度同源性，都是調(diào)節(jié)Ⅰ型IFN合成的轉(zhuǎn)錄因子，但兩者在固有免疫應(yīng)答中扮演的角色有所不同。其中，IRF3呈組成性表達(dá)，即在大部分組織中廣泛表達(dá)，且基本不受IFN表達(dá)的影響。與IRF3不同，IRF7僅表達(dá)于一小部分免疫細(xì)胞中，并且其表達(dá)依賴于IFN的表達(dá)。此外，IRF7的半衰期非常短。病毒感染后，在大部分細(xì)胞中，IRF3對(duì)早期誘導(dǎo)IFN的表達(dá)至關(guān)重要；IRF7對(duì)后期放大IFN的抗病毒效應(yīng)發(fā)揮作用。IRF7能同時(shí)誘導(dǎo)IFNα和IFNβ的表達(dá)，而IRF3能夠誘導(dǎo)IFNβ基因，但不能誘導(dǎo)除IFNα4外的其他IFNα的表達(dá)[4]。

研究表明，IRF3能夠抵抗腦心肌炎病毒(Encephalomyocarditis virus，EMCV)、仙臺(tái)病毒(Senda virus，SeV)、水皰型口炎病毒(Vesicular stomatitis virus，VSV)等RNA病毒的感染，對(duì)單純皰疹病毒(Herpes simplex virus，HSV)Ⅰ型和Ⅱ型等DNA病毒感染也有抵抗作用。當(dāng)IRF3基因缺失時(shí)，小鼠對(duì)上述幾種病毒的耐受性明顯低于正常小鼠。此外，IRF3缺失的胚胎成纖維細(xì)胞(Mouse embryonic fibroblasts，MEF)在病毒感染條件下誘導(dǎo)產(chǎn)生的Ⅰ型IFN數(shù)量顯著降低[5]。因此，IRF3是抗病毒免疫應(yīng)答的核心轉(zhuǎn)錄因子，在機(jī)體抵抗病毒的過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用。

1 三條信號(hào)通路通過(guò)活化IRF3促進(jìn)Ⅰ型IFN的產(chǎn)生

PRR如 TLRs、RLRs和cGAS等識(shí)別相應(yīng)的病毒RNA或DNA后啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，招募相應(yīng)的接頭蛋白β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TIR domain containing adapter-inducing interferon β，TRIF)、線粒體抗病毒信號(hào)蛋白(Mitochondrial antiviral signaling protein，MAVS)和干擾素基因刺激分子(Stimulator of interferon genes，STING)，活化下游的蛋白激酶TANK結(jié)合激酶1(TANK-binding kinase 1，TBK1)，進(jìn)一步促進(jìn)IRF3磷酸化以及Ⅰ型IFN的產(chǎn)生[6，7]。然而，研究表明三條信號(hào)通路對(duì)IRF3的活化并非單一的逐級(jí)傳遞，而是TLR3/TLR4-TRIF、RIG-Ⅰ-MAVS、cGAS-STING與激酶TBK1、E3泛素連接酶TRAFs和轉(zhuǎn)錄因子IRF3/7等組成功能性復(fù)合體，彼此之間相互活化，形成復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)[8]。

總體來(lái)講，MAVS/STING/TRIF介導(dǎo)的IRF3的活化有這樣一個(gè)模型：①接頭蛋白和激酶的活化：RIG-Ⅰ、cGAS和TLR3/4活化后激活下游的接頭蛋白MAVS/STING/TRIF，繼而招募和激活TBK1/IKKε；②接頭蛋白的磷酸化：招募的激酶TBK1/IKKε反過(guò)來(lái)使接頭蛋白MAVS/STING/TRIF的保守序列發(fā)生磷酸化；③IRF3的募集：IRF3通過(guò)其保守的帶正電荷的表面與磷酸化的接頭蛋白MAVS/STING/TRIF結(jié)合；④IRF3的磷酸化：TBK1/IKKε因與接頭蛋白相互結(jié)合而與IRF3在結(jié)構(gòu)上相互靠近，TBK1/IKKε可高效地誘導(dǎo)IRF3磷酸化；⑤IRF3自身結(jié)構(gòu)改變：磷酸化后的IRF3即使擁有正電荷表面，也能從復(fù)合體中解離且發(fā)生二聚化，進(jìn)入細(xì)胞核與NF-κB共同促進(jìn)Ⅰ型IFN和細(xì)胞因子的表達(dá)[8]。

活化的IRF3形成同二聚體或與IRF7形成異二聚體，與NF-κB、轉(zhuǎn)錄共刺激分子CBP/p300等形成全復(fù)合體，進(jìn)入細(xì)胞核啟動(dòng)Ⅰ型IFN的轉(zhuǎn)錄。IRF3的DBD區(qū)識(shí)別并結(jié)合IFN啟動(dòng)子區(qū)域的DNA序列GAAANNGAAANN，該序列被稱為IFN刺激應(yīng)答元件(IFN-stimulated response element，IRSE)，又被稱為IFN啟動(dòng)子正向調(diào)控元件Ⅰ和Ⅲ(Positive regulatory domainⅠ-Ⅲ，PRDⅠ-Ⅲ)[9]。這些基因序列最初被發(fā)現(xiàn)與IFN的刺激基因相關(guān)，后又發(fā)現(xiàn)與自身IFN的啟動(dòng)基因也同樣相關(guān)。因此，IRF3不僅能促進(jìn)轉(zhuǎn)錄IFNβ和IFNα4，也能轉(zhuǎn)錄 IFIT1、CXCL9、CXCL10 和CCL5等IFN的刺激基因(IFN-stimulated genes，ISGs)。與其他轉(zhuǎn)錄信號(hào)通路一致，IFN基因的轉(zhuǎn)錄需要組蛋白的乙?；揎?。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶CBP、p300、β-catenin、P300/CBP相關(guān)因子(P300/CBP-associated factor，PCAF)等作為IRF3的共刺激分子，能夠?qū)⒑诵◇w乙?；?。組蛋白乙?；揎椄淖兒巳旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)RNA酶被招募到啟動(dòng)子區(qū)域，從而有效地啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。最新研究表明，轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生二聚化后，如IRF3同二聚體或IRF3/7異二聚體，才能夠觸發(fā)p300解除自我抑制，導(dǎo)致p300的活化，發(fā)揮乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性[10]。

IFNα和IFNβ是主要的Ⅰ型IFN，在抗病毒免疫中占據(jù)中心位置。IFNα和IFNβ通過(guò)異源二聚體IFNAR1和IFNAR2，激活Janus 激酶(JAK)1，誘導(dǎo)下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(STAT)1及STAT2發(fā)生磷酸化，繼而誘導(dǎo)表達(dá)三百多種ISGs，如IRF7、Mx1、雙鏈RNA依賴性蛋白激酶(PKR)、ISG56、ISG15等。這些ISGs能夠抑制病毒生存、促使感染細(xì)胞死亡、活化固有免疫細(xì)胞并促進(jìn)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，從而最終控制病毒的感染[11]。

2 IRF3的活化與修飾

當(dāng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，由于IRF3的NES起主導(dǎo)作用，IRF3主要定位于細(xì)胞質(zhì)中，呈無(wú)活性的單體形式。位于胞質(zhì)中的IRF3的IAD兩端自身抑制元件與IAD形成緊密的疏水結(jié)構(gòu)區(qū)，掩蓋了位于IAD結(jié)構(gòu)域內(nèi)關(guān)鍵氨基酸殘基，致使IRF3處于自身抑制狀態(tài)[3]。

通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，IRF3-C端(190～427)與SMAD家族的Mad同源域2(Mad homology 2，MH2)結(jié)構(gòu)相似。做為被人們熟知的磷酸化結(jié)合結(jié)構(gòu)域，MH2含有帶正電荷的表面，由幾組保守的氨基酸殘基組成，正是正電荷表面對(duì)SMAD與磷酸化的TGF-β(Transforming growth factor-β)受體相結(jié)合以及SMADs發(fā)生磷酸化、二聚化至關(guān)重要。與MH2相似，IRF3-C端也含有幾組保守的氨基酸殘基，分別為R211/R213、R255/R262/H263、R285/H288/H290、K360/R361，組成了帶正電荷的表面。研究證實(shí)，IRF3能夠與磷酸化的接頭蛋白MAVS/STING/TRIF結(jié)合與上述幾組氨基酸有關(guān)。將這幾組氨基酸突變后，將影響IRF3與接頭蛋白MAVS/STING/TRIF結(jié)合，繼而影響IRF3的磷酸化和二聚化。通過(guò)生化分析和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，接頭蛋白MAVS/STING/TRIF的C端擁有共同的保守的pLxIS序列(p:親水氨基酸殘基，x:任何氨基酸，S:發(fā)生磷酸化的氨基酸位點(diǎn))，該序列能夠被激酶TBK1/IKKε磷酸化。只有磷酸化后的接頭蛋白MAVS/STING/TRIF才能招募IRF3，從而使IRF3被TBK1/IKKε磷酸化。IRF3-C端被上游激酶磷酸化后，通過(guò)電荷的排斥作用，IRF3的構(gòu)象發(fā)生巨大變化，暴露出疏水活性中心以及關(guān)鍵的氨基酸殘基，導(dǎo)致IRF3活化?；罨腎RF3即使擁有正電荷表面，也能使IRF3從復(fù)合體中解離且發(fā)生二聚化[8，12]。

2.1IRF3的磷酸化 IRF3-C端的磷酸化在IRF3的活化中起決定性的作用。TBK1/IKKε是IRF3上游的兩個(gè)同源蛋白激酶，病毒入侵后，在接頭蛋白MAVS/STING/TRIF的招募下，能夠直接磷酸化IRF3的C端。IRF3的活化主要受到C末端雙重磷酸化的調(diào)控，絲氨酸(Ser，S)385/386構(gòu)成第一組磷酸化位點(diǎn)(GⅠ)，Ser396/398/402/404和蘇氨酸(Thr，T)404這5個(gè)重要的磷酸化位點(diǎn)組成第二組(GⅡ)，同時(shí)將GⅠ和GⅡ磷酸化才能夠使IRF3完全活化。研究表明，GⅠ對(duì)IRF3的二聚化非常重要，將絲氨酸385/386突變成丙氨酸后，IRF3將不能發(fā)生二聚化。GⅡ的磷酸化則是解除IRF3自身抑制以及與共刺激分子CBP結(jié)合的關(guān)鍵[13]。其中Ser396位點(diǎn)最為關(guān)鍵，點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，僅Ser396的磷酸化即可誘導(dǎo)IFNβ表達(dá)。目前猜測(cè)，TBK1誘導(dǎo)IRF3 磷酸化的激活分為兩步，首先TBK1磷酸化IRF3的GⅡ位點(diǎn)，解除了IRF3自身抑制，使得共刺激分子CPB與IRF3結(jié)合；其次CPB促進(jìn)TBK1磷酸化IRF3的GⅠ位點(diǎn)，使得IRF3發(fā)生二聚化。

IRF3的磷酸化也能負(fù)向調(diào)控自身的活化。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)對(duì)IRF3進(jìn)行負(fù)調(diào)控的激酶是Mst1(Mammalian sterile 20-like kinase 1)。Mst1屬于Mst家族，是廣泛表達(dá)的絲、蘇氨酸激酶。Mst1與IRF3結(jié)合并介導(dǎo)了IRF3 Thr75和Thr253的磷酸化。Thr253的磷酸化會(huì)使IRF3發(fā)生空間位阻和靜電排斥，從而影響IRF3發(fā)生二聚化。而IRF3 Thr75靠近核定位序列，同時(shí)位于DBD區(qū)域，從而影響IRF3的定位以及與DNA結(jié)合的功能。此外，Mst1阻礙了TBK1的磷酸化，進(jìn)一步阻止了IRF3的磷酸化。因此，Mst1阻礙了IRF3的活化磷酸化、同源二聚化，并影響其轉(zhuǎn)錄功能[14]。病毒感染后，IRF3-C端發(fā)生活化磷酸化，之后IRF3的Ser339發(fā)生磷酸化，促進(jìn)Pin1(Peptidyl-prolylcis 1)對(duì)IRF3的泛素化以及降解，從而抑制了Ⅰ型IFN的產(chǎn)生。然而，IRF3 Ser339的激酶和其泛素化位點(diǎn)尚不明確。最新研究表明，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體能夠負(fù)向調(diào)控固有免疫，其機(jī)制就是MEKK2能夠使IRF3 Ser173位蛋白磷酸化，繼而Lys77發(fā)生K33的泛素化，阻礙IRF3的二聚化以及入核過(guò)程[15]。

IRF3的活化依賴復(fù)雜的磷酸化蛋白組，因此，磷酸酶能對(duì)IRF3進(jìn)行調(diào)控并不令人驚訝。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白磷酸酶1(Protein phosphatase 1，PP1)，最廣泛的磷酸酶之一，能夠直接與IRF3結(jié)合，并使Ser385和Ser396發(fā)生去磷酸化，從而減少Ⅰ型IFN的產(chǎn)生。在LPS、poly(I∶C)刺激或 VSV 感染下，過(guò)表達(dá)PP1能使IRF3的磷酸化水平降低，并且妨礙了IRF3的核轉(zhuǎn)位；反之，將PP1沉默后，IRF3的磷酸化水平增高。而此過(guò)程不影響TBK1、IKKε和IRF7的活化[16]。另外，絲蘇氨酸磷酸酶PP2A與接頭蛋白活化蛋白酶C1受體(Recptor of activated protein kinase C1，RACK1)也介導(dǎo)了IRF3 C末端的去磷酸化。過(guò)表達(dá)RACK1、PP2A或沉默兩者，都影響IRF3 Ser386/396/398的磷酸化。在靜息狀態(tài)下，PP2A-RACK1復(fù)合體在胞漿內(nèi)與IRF3結(jié)合，維持IRF3的低磷酸化狀態(tài)。在LPS、poly(I∶C)刺激或SeV感染下，IRF3從復(fù)合體中解離。該研究表明，在高劑量SeV感染下，IRF3通過(guò)降解途徑終止活化；而在低劑量LPS、poly(I∶C)刺激或低劑量SeV感染下，IRF3活化的終止依賴去磷酸化而非降解[17]。CK2(Casein kinase Ⅱ)一方面通過(guò)激活PP2A介導(dǎo)IRF3的去磷酸化，另一方面又阻礙TBK1的活化，從而阻止IRF3的活化[18]。

PTEN(Gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten)是一個(gè)抑制腫瘤的磷酸酶，是PI3K-AKT通路的負(fù)調(diào)控因子。研究發(fā)現(xiàn)，PTEN通過(guò)使IRF3 Ser97去磷酸化，促進(jìn)了IRF3的入核，從而正向調(diào)控抗病毒免疫效應(yīng)，而不依賴于PI3K-AKT通路。Ser97位于NES序列附近，對(duì)IRF3-C端的磷酸化和二聚化均無(wú)影響，只影響IRF3的入核。與此一致的是，核提取物顯示Ser97的磷酸化只能在胞漿被檢測(cè)到[19]。

2.2IRF3的泛素化 IRF3能夠發(fā)生多聚泛素化，其泛素化鏈既可能是48位賴氨酸(K48)連接的形式，也可能是63位賴氨酸(K63)連接的形式。一般認(rèn)為，蛋白的K48連接的泛素鏈參與蛋白酶體途徑的降解，而K63連接的泛素鏈則與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、內(nèi)吞等過(guò)程相關(guān)。目前發(fā)現(xiàn)IRF3的賴氨酸70位(K70)和K87能夠發(fā)生K48泛素化。雖然有報(bào)道IRF3也能發(fā)生K63泛素化，但是E3泛素連接酶和賴氨酸殘基位點(diǎn)尚不明確。

研究報(bào)道，Pin1、RBCK1(RBCC protein interacting with PKC1)、RTA相關(guān)泛素連接酶(RTA-associated ubiquitin ligase，RAUL)、三結(jié)構(gòu)域蛋白21(Tripartite motif 21，TRIM21)、O類叉頭轉(zhuǎn)錄因子(Forkhead transcription factors of the O class，F(xiàn)OXO1)、卡西塔斯b系淋巴瘤蛋白c(c-Casitas b-lineage lymphoma，c-Cbl)等分子能介導(dǎo)IRF3在胞漿內(nèi)發(fā)生K48泛素化和降解，從而抑制Ⅰ型IFN的產(chǎn)生，對(duì)抗病毒固有免疫應(yīng)答呈負(fù)向調(diào)控。以上過(guò)程能夠被蛋白酶體抑制劑MG132抑制，證明IRF3可通過(guò)蛋白酶體降解[20-23]。Pin1的N端WW結(jié)構(gòu)域能夠特異識(shí)別磷酸化的絲、蘇氨酸后面帶一個(gè)脯氨酸的結(jié)構(gòu)。Pin1能識(shí)別IRF3磷酸化的Ser390-Pro340結(jié)構(gòu)并與之結(jié)合，并介導(dǎo)其泛素化和降解。E3泛素連接酶RBCK1和RAUL介導(dǎo)了IRF3的K48位泛素化及降解。RAUL介導(dǎo)的IRF3 K48泛素化不依賴IRF3 Ser339的磷酸化，這表明RAUL主要調(diào)控IRF3的基礎(chǔ)水平。TRIM21介導(dǎo)了IRF3、IRF5和IRF7的K48泛素化及降解。FOXO1介導(dǎo)胞漿內(nèi)IRF3 K48位泛素化及降解，并且不依賴E3泛素連接酶RBCK1和RAUL。c-Cbl的TKB結(jié)構(gòu)域能與IRF3的IAD結(jié)構(gòu)域相互作用，并介導(dǎo)IRF3的K48位泛素化和降解。

TRIM26與上述分子不同，其介導(dǎo)IRF3的K48位泛素化和降解發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。研究表明，TRIM26能夠促進(jìn)IRF3和突變體IRF3-5D的降解，但不能促進(jìn)IRF3-5A的降解，同時(shí)IRF3去除NES序列后也不能與TRIM26相互結(jié)合。病毒感染不僅促進(jìn)IRF3的入核，也能促進(jìn)TRIM26的入核，以上實(shí)驗(yàn)都證明TRIM26介導(dǎo)的IRF3泛素化發(fā)生在核內(nèi)[24]。

2.3IRF3的非經(jīng)典的轉(zhuǎn)錄后修飾 近年來(lái)，免疫應(yīng)答中非經(jīng)典的轉(zhuǎn)錄后修飾逐漸引起人們的重視。非經(jīng)典的轉(zhuǎn)錄后修飾包括甲基化、乙?；?、SUMO化、ISG15類泛素化修飾和谷胱甘肽化等。IRF3能夠發(fā)生SUMO化、甲基化、ISG15修飾和谷胱甘肽化的修飾。

研究發(fā)現(xiàn)，人源和鼠源IRF3的K70位、K87位和鼠源IRF3 K152位能夠發(fā)生SUMO化，但誘導(dǎo)IRF3發(fā)生SUMO化的分子尚不明確[25]。SUMO修飾在不同的情況下可發(fā)揮完全相反的功能，一方面SUMO修飾可以拮抗底物發(fā)生K48位泛素化，阻礙其降解而起到正調(diào)控作用；另一方面SUMO化可以作為招募E3泛素連接酶的信號(hào)，來(lái)協(xié)助蛋白發(fā)生K48的泛素化和降解而起到負(fù)調(diào)控作用。其中，鼠源IRF3 K152位的SUMO化，負(fù)調(diào)控IRF3的轉(zhuǎn)錄功能[25]；而IRF3的K70/K87 SUMO化能使IRF3蛋白保持穩(wěn)定，不被降解，并且不影響IRF3的細(xì)胞內(nèi)定位。SENP(Sentrin/SUMO-specific protease 2)做為去SUMO酶，能夠斷開(kāi)SUMO與底物的連接。SENP2能夠使IRF3的K70/K87去SUMO化，從而促進(jìn)IRF3的相同位點(diǎn)發(fā)生K48位泛素化并使之降解，從而對(duì)IFN的表達(dá)呈負(fù)調(diào)控的作用[26]。甲基轉(zhuǎn)移酶NSD3(Nuclear receptor-binding SET domain 3)使IRF3發(fā)生K366單甲基化，能夠維持IRF3的磷酸化狀態(tài)從而促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄活性，最終增強(qiáng)固有免疫的抗病毒效應(yīng)。NSD3的PWWP1結(jié)構(gòu)域與IRF3的C端相互結(jié)合，在核內(nèi)促進(jìn)IRF3的單甲基化，并抑制PP1與IRF3的結(jié)合，阻礙其對(duì)IRF3的去磷酸化作用[27]。Herc5(HECT domain and RLD 5)介導(dǎo)的IRF3的ISG化，破壞了Pin1與IRF3的相互作用，從而抑制IRF3的K48泛素化和降解，是抗病毒免疫效應(yīng)的積極調(diào)控因子[28]。在未感染的細(xì)胞中，IRF3能夠發(fā)生谷胱甘肽化，但介導(dǎo)發(fā)生谷胱甘肽化的分子尚不明確。在病毒感染后，GRX-1能介導(dǎo)IRF3的去谷胱甘肽化，從而招募轉(zhuǎn)錄共刺激分子CBP-p300，但I(xiàn)RF3的磷酸化、二聚化、核轉(zhuǎn)位都與GRX-1能介導(dǎo)IRF3的去谷胱甘肽化無(wú)關(guān)[29]。

2.4調(diào)控IRF3的其他機(jī)制 IRF3的活化除了磷酸化、泛素化、甲基化等修飾的調(diào)控外，還與功能性復(fù)合物的形成、IRF3 的二聚化、入核以及與DNA 的結(jié)合等過(guò)程相關(guān)。任何環(huán)節(jié)受到阻礙都影響IRF3發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的功能[30]。ERRα能與TBK1和IRF3相互作用，可阻礙TBK1-IRF3復(fù)合體的形成[31]；Yes相關(guān)蛋白(Yes associated protein，YAP)在胞漿內(nèi)與IRF3的結(jié)合，妨礙IRF3的二聚化，但不影響IRF3的磷酸化，從而負(fù)調(diào)控固有免疫[32]；在大腸癌細(xì)胞中，β-catenin能夠與IRF3結(jié)合并阻礙IRF3的核轉(zhuǎn)位[33]；STAT1活化抑制蛋白(Protein inhibitor of activated STAT 1，PIAS1)能夠妨礙IRF3與DNA的結(jié)合[30]；轉(zhuǎn)錄因子MafB通過(guò)阻礙共刺激分子CBP的招募來(lái)阻礙IRF3的轉(zhuǎn)錄功能[34]。

2.5IRF3的降解 泛素-蛋白酶體降解系統(tǒng)是降低或終止轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性的重要機(jī)制，也是負(fù)性調(diào)控IRF3 轉(zhuǎn)錄活性的重要方式。病毒感染細(xì)胞后，內(nèi)源性IRF3表達(dá)水平逐漸降低，此過(guò)程可以用蛋白酶體抑制劑MG132或者乳胞素抑制，提示IRF3蛋白可以通過(guò)蛋白酶體途徑降解。前文中也提到了Pin1、RBCK1、RAUL、TRIM21、FOXO1、c-Cbl等可介導(dǎo)IRF3發(fā)生K48泛素化并降解。

近幾年研究證實(shí)IRF3也能通過(guò)自噬體降解。病毒感染后，IRF3發(fā)生二聚化，TRIM21作為一個(gè)自噬受體蛋白，其C端的SPRY結(jié)構(gòu)域能夠與IRF3的二聚體相結(jié)合，介導(dǎo)IRF3到自噬體內(nèi)降解，從而抑制Ⅰ型IFN的表達(dá)[35]。IFITM3(Interferon-induced transmembrane protein 3)是IFN誘導(dǎo)產(chǎn)生的ISG，通過(guò)與IRF3的N端結(jié)合，介導(dǎo)IRF3經(jīng)自噬體降解，從而抑制IFN的產(chǎn)生[36]。

2.6IRF3與病毒逃逸 病毒如何主動(dòng)改變宿主細(xì)胞狀態(tài)以及免疫應(yīng)答以便于逃逸免疫清除、進(jìn)而有利于病毒本身復(fù)制和存活，是免疫學(xué)和病毒學(xué)競(jìng)相研究的重要科學(xué)問(wèn)題。最新報(bào)道了一種非編碼長(zhǎng)鏈RNA(lncRNA-ACOD1)能夠通過(guò)調(diào)控宿主細(xì)胞的代謝狀態(tài)，以反饋方式促進(jìn)病毒免疫逃逸和病毒復(fù)制[37]。此外，病毒逃逸機(jī)制與IRF3的關(guān)系也十分密切。HIV可通過(guò)分泌多種病毒蛋白Vpr、Vif、Vpu抑制IRF3表達(dá)和活化，造成機(jī)體對(duì)病毒的清除作用減弱，甚至產(chǎn)生免疫逃逸[38]。SARS病毒的PLpro-TM能夠與TRAF3、TBK1、IKKε、STING和 IRF3結(jié)合，而破壞復(fù)合體的形成，并且PLpro-TM也能降低RIG-I、STING、TRAF3、TBK1和IRF3的K63泛素化[39]。塞內(nèi)加谷病毒(Seneca valley virus)能夠降低IRF3和IRF7的磷酸化水平，促進(jìn)IRF3和IRF7的降解[40]；中心地帶病毒(Heartland virus ，HRTV)破壞了TBK1-IRF3的連接[41]；其他如登革熱病毒、人呼吸道合胞病毒(Respirtory syncytial virus，RSV)和乙肝病毒(Hepatitis B virus,HBV)等，對(duì)IRF3的激活都有抑制作用，造成抗病毒效應(yīng)減弱和免疫逃逸。

3 IRF3的其他功能

IRF3的功能比較廣泛，除了介導(dǎo)抗病毒固有免疫應(yīng)答外，還參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、腫瘤等也發(fā)揮一定的作用。

IRF3對(duì)適應(yīng)性免疫應(yīng)答具有調(diào)控作用。在抗原提呈細(xì)胞中，IRF3能夠調(diào)節(jié)IL-12、IL-23和IL-27之間產(chǎn)量的平衡，從而影響Th1、Th2和Th17細(xì)胞的分化和炎癥反應(yīng)[42]。實(shí)驗(yàn)性自身免疫性疾病腦脊髓膜炎是經(jīng)典的Th17依賴的模型，IRF3敲除的小鼠呈現(xiàn)更嚴(yán)重的病情和對(duì)Th17的反應(yīng)[43]。此外，病毒感染RLR信號(hào)通路依賴的IRF3的活化減少了IL-12/23 p40的表達(dá)。因此同時(shí)感染VSV和李斯特菌，Th1(IL-12 誘導(dǎo))和Th17(IL-23 誘導(dǎo))所致的免疫應(yīng)答效應(yīng)與單一李斯特菌感染相比顯著降低[44]。在充滿灰塵和螨蟲(chóng)的情況下，發(fā)動(dòng)Th2細(xì)胞的反應(yīng)和氣道高反應(yīng)需要IRF3依賴的信號(hào)通路的參與[45]。

IRF3在病毒感染后誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)SeV感染的細(xì)胞容易發(fā)生細(xì)胞凋亡，并且發(fā)現(xiàn)不是IFN而是IRF3在這過(guò)程中發(fā)揮作用。RIG誘導(dǎo)IRF3產(chǎn)生的細(xì)胞凋亡(RIG-I-like receptor-induced IRF3 mediated pathway of apoptosis，RIPA)中的IRF3不是利用其轉(zhuǎn)錄因子的功能，而是需要IRF3特定的賴氨酸發(fā)生線性的泛素化，LUBAC與TRAF2和TRAF6復(fù)合體介導(dǎo)IRF3 K193、K313/K315的線性泛素化是RIPA活化必需的。IRF3誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是通過(guò)C端的BH3結(jié)構(gòu)域與前凋亡蛋白BAX相互結(jié)合。IRF3與BAX復(fù)合體轉(zhuǎn)移至線粒體，引起細(xì)胞色素C釋放至胞漿，從而活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)發(fā)生細(xì)胞凋亡。RIPA使得病毒感染初期，被病毒感染的細(xì)胞發(fā)生死亡從而阻止病毒的復(fù)制。缺乏RIPA，即使IRF3的轉(zhuǎn)錄功能已經(jīng)活化產(chǎn)生IFN，細(xì)胞也會(huì)受到病毒的持續(xù)性感染[46]。

IRF3對(duì)腫瘤的影響比較復(fù)雜，在不同的腫瘤細(xì)胞中，IRF3通過(guò)不同途徑和機(jī)制來(lái)抑制或促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。在正常和腫瘤細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)IRF3都能夠抑制依賴p53的細(xì)胞分化促進(jìn)細(xì)胞衰老。在黑色素瘤細(xì)胞中，IRF3能夠促進(jìn)細(xì)胞因子的產(chǎn)生和招募炎癥細(xì)胞，過(guò)表達(dá)IRF3能夠抑制腫瘤[47]。在肺腺癌細(xì)胞中，IRF3呈現(xiàn)高表達(dá)，對(duì)其腫瘤的生長(zhǎng)呈現(xiàn)抑制作用[48]。然而，IRF3能夠促進(jìn)急性髓系白血病產(chǎn)生。IRF3能夠結(jié)合miR-155的啟動(dòng)子，miR-155是能促進(jìn)急性髓系白血病產(chǎn)生的微小RNA。過(guò)表達(dá)IRF3能夠促進(jìn)白血病細(xì)胞的生長(zhǎng)和生存，表明IRF3能夠成為急性髓系白血病治療的新靶點(diǎn)[49]。IRF3也能夠促進(jìn)胃癌的發(fā)生。IRF3作為YAP的激動(dòng)劑，能夠與YAP和TEAD4形成復(fù)合體，能使YAP保留在核內(nèi)并活化。過(guò)表達(dá)IRF3和YAP都能使病人的生存率下降[50]。

4 結(jié)語(yǔ)

PRR識(shí)別入侵病毒的病原相關(guān)的模式分子，通過(guò)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活抗病毒免疫應(yīng)答。這些激活的信號(hào)途徑匯聚到IRF3，共同促進(jìn)IRF3的活化以及Ⅰ型IFN的表達(dá)。因此，IRF3是細(xì)胞抗病毒信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的核心，在調(diào)控宿主與病毒的相互作用中發(fā)揮重要的功能。近年來(lái)的研究雖然明確了IRF3激活的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和調(diào)控機(jī)制，但仍有許多重要的問(wèn)題亟待深入探討，如從靜息到活化過(guò)程中，IRF3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具體是怎樣變化的，IRF3的磷酸化、二聚化、入核和降解等過(guò)程的分子機(jī)制間的先后順序以及相互聯(lián)系，在病毒持續(xù)感染情況下，機(jī)體如何平衡各種機(jī)制調(diào)控IRF3，使其表達(dá)和活化不至失控。通過(guò)對(duì)IRF3調(diào)控的深入研究，將有望針對(duì)病毒逃逸以及疑難性感染病提供有效治療的新靶標(biāo)。