J Infect︱王一飞团队揭示阿尔茨海默病小胶质细胞高表达基因MAMDC2正向调节嗜神经病毒感染的先天抗病毒反应

来源︱赛业生物订阅号

撰文︱小   赛

编辑︱杨彬伟

固有免疫应答对于建立适应性免疫应答至关重要，过度的免疫反应可能破坏宿主的稳态。因此，宿主细胞必须精确控制固有免疫应答以维持免疫系统平衡。然而，目前对精确调控固有免疫应答的认识有限。小胶质细胞作为中枢神经系统（CNS）的巨噬细胞，是脑内I型干扰素（I-IFN）的主要来源，同时也是抵抗嗜神经病毒感染的关键防线。小胶质细胞的免疫反应与许多中枢神经系统疾病有关，包括阿尔茨海默症（AD），并且，I-IFN信号还介导AD中的神经炎症。

事实上，AD的传染性假说早已得到认可，单纯疱疹病毒1型（HSV-1）是与AD密切相关的最常见的人类嗜神经病毒，其感染可引起单纯疱疹性脑炎（HSE）和单纯疱疹性角膜炎（HSK）。然而，HSV-1与AD之间的联系机制仍不明确。

2022年，暨南大学生命科学技术学院暨南生物医药基地王一飞教授团队在Journal of Infection杂志发表了题为“MAMDC2, a gene highly expressed in microglia in experimental models of Alzheimers Disease, positively regulates the innate antiviral response during neurotropic virus infection”的研究论文，该研究揭示了MAMDC2促进嗜神经病毒感染小胶质细胞诱导的先天性抗病毒免疫，为理解AD和HSV-1之间的联系机制提供了新线索。该论文第一作者为呼吸疾病国家重点实验室博士后王亦梁。

一、研究材料

研究主要使用了Mamdc2-/-基因敲除小鼠（C57BL/6J背景）（由赛业生物提供）、过表达Mamdc2小鼠（Balb/c背景）（由广东省医学动物实验中心提供）、慢病毒稳定细胞系（由赛业生物提供）、BV2细胞、HMC3细胞、HEK 293T细胞等。

二、研究方法

该研究运用了单细胞转录组测序、慢病毒稳转细胞系构建、双荧光报告酶基因检测、免疫共沉淀、小胶质细胞分离、qPCR、免疫荧光染色、激光共聚焦成像等多种技术方法。

三、技术路线

（1）探究MAMDC2在AD小鼠和HSV-1感染小鼠中的表达和功能。

（2）通过体内体外过表达和敲低Mamdc2验证其功能与表型。

（3）探究MAMDC2调控先天性抗病毒免疫反应的机制。

四、研究结果

1. AD小鼠和HSV-1感染小鼠中MAMDC2的功能性高表达

该研究通过分析AD小鼠小胶质细胞的单细胞转录组数据，筛选出AD小鼠和HSV-1感染小鼠小胶质细胞中均高表达的基因Mamdc2。该基因在不同周龄的AD模型鼠均高表达，提示MAMDC2在两种疾病模型下可能均具有重要作用。通过CRISPR-Cas9技术（由赛业生物提供）获得Mamdc2缺陷型（Mamdc2−/−）小鼠，实验发现Mamdc2−/−小鼠更易受HSV-1感染，在过表达Mamdc小鼠感染HSV-1实验中，发现该小鼠病毒拷贝数降低、HSE相关症状减弱（图1）。

图1 Mamdc2−/−小鼠和Mamdc2过表达小鼠感染HSV-1的表型

（图源：Wang Y, et al., J Infect, 2022）

2.MAMDC2在体内体外积极调控小胶质细胞的先天性抗病毒免疫反应

该研究结果显示Mamdc2−/−小鼠感染HSV-1时Ⅰ型干扰素(I-IFN)的表达量显著下降，在HSV-1感染BV2细胞实验中，敲低Mamdc2组的I-IFN的表达量同样显著下降，而在过表达Mamdc2组的细胞中I-IFN的表达量却上调（图2）。

图2  MAMDC2在体外和体内积极调节小胶质细胞的先天性抗病毒免疫反应

（图源：Wang Y, et al., J Infect, 2022）

3.MAMDC2通过与STING相互作用调控先天性抗病毒免疫反应

接下来，研究人员想探究Mamdc2调控了哪些因子的激活可以增强Ifnb1的启动子活性。通过双荧光报告酶基因检测结果可以看出，Mamdc2的过表达可以增加cGAS+STING和TBK1对荧光报告酶的活性，并且在Mamdc2缺失细胞中，STING的天然配体cGAMP对Ifnb1和ISGs的诱导显著减弱。这些结果表明MAMDC2可能通过STING来调控先天性抗病毒免疫反应（图3）。

图3  MAMDC2通过STING发挥免疫作用

（图源：Wang Y, et al., J Infect, 2022）

图4  MAM-1结构域介导MAMDC2和STING相互作用

（图源：Wang Y, et al., J Infect, 2022）

为了详细研究MAMDC2与STING的相互作用，研究人员根据4个MAM结构域生成了一系列表达FLAG标记的MAMDC2结构域质粒，Co-IP结果发现MAM-1是MAMDC2与STING结合的必要条件（图4）。

四、研究结论

简而言之，该研究报道了Mamdc2正向调节小胶质细胞对嗜神经病毒的先天性抗病毒免疫反应，为研究嗜神经疱疹病毒感染时小胶质细胞I-IFN反应的调节机制提供了新的见解，阐明了Mamdc2调控小胶质细胞的先天性抗病毒免疫反应的机制，并为全面解析AD和HSV-1之间的作用机制提供新的思路和新的理论依据。

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本文完