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今天推荐的是由武汉大学生命科学学院在2023年12月7日发表于the journal of immunology（2020if：5.422，jcrq2）的一篇文章，通讯作者是dandan lin教授，研究表明usp20通过解偶联k48相关的mita泛素化促进细胞抗病毒反应。
研究背景
irf3激活的介质（[mita]也称为sting）是环状二核苷酸的直接传感器，并介导细胞质dna触发的先天免疫信号。mita的活性受到泛素化和去泛素化的广泛调节。
摘要部分
在这项研究中，作者发现usp20在hsv-1感染后与k48连接的泛素链相互作用并从mita中去除，从而稳定mita并促进细胞抗病毒反应。usp20的缺失会加速hsv-1诱导的mita降解并损害irf3和ikba的磷酸化以及随后在hsv-1感染或细胞质dna作用后诱导i型干扰素和促炎细胞因子。与usp20+/+小鼠相比，usp20-/-小鼠产生的i型干扰素和促炎细胞因子减少，对致死性hsv-1感染的易感性增加，hsv-1复制加剧。此外，将mita补充到usp20-/-细胞中可以完全恢复hsv-1触发的信号传导并抑制hsv-1感染。这些发现表明usp20在维持mita的稳定性和促进先天抗病毒信号传导方面发挥着关键作用。
研究内容
1.usp20缺陷会损害dna病毒触发的信号
作者之前证明usp20在hsv-1感染后可以去泛素化并稳定mita。作者绘制了usp20与mita相互作用的域，发现uch域（aa150-700）与mita相关。为了进一步研究usp20在体内抗病毒信号传导中的作用，作者构建了usp20缺陷小鼠。usp20-/-小鼠生长发育正常。作者接下来通过将gfp标记的usp20和cherry标记的mita转染到usp20-/-bmdc中来检查usp20和mita的细胞定位。结果表明，hsv-1感染后，部分usp20和mita共定位于细胞质中。hsv-1感染导致mita的点状形成，这是mita激活的标志。有趣的是，作者发现敲除usp20并不影响hsv-1感染后mita的点状形成。
图1.usp20与mita相互作用。
作者接下来用usp20+/+和usp20-/-细胞**了usp20是否在dna病毒触发的下游基因表达中起作用。qrt-pcr分析结果表明，在感染hsv-1或转染各种dna配体后，与野生型对应物相比，usp20-/-bmdcs和bmdms中ifnb、ip10、il6或isg56的诱导显着降低。免疫印迹分析表明，与野生型对应物相比，hsv-1诱导的irf3、ikba、usp18和p65磷酸化在usp20-/-bmdc或bmdm中显着受损。此外，敲除bmdc和bmdm中的usp20也显着影响了ifn-b和tnf的产生。另一方面，通过hsv-1ul30基因的表达、上清液中的hsv-1滴度或h129-g4的gfp百分比监测，与野生型对应物相比，hsv-1在usp20-/-bmdc中hsv-1病毒的复制得到加强。
图2.usp20缺陷会损害dna病毒触发的信号传导。
研究结论：usp20在各种原代小鼠细胞中正向调节dna病毒触发的信号。
2.usp20对于rna病毒触发的信号转导不是必须的
作者接下来检查了usp20是否在rna病毒触发的信号传导中起作用。qrt-pcr分析表明，与野生型细胞相比，仙台病毒(sev)或脑心肌炎病毒(emcv)诱导的ifnb、ip10和il6表达在usp20缺陷型bmdc和mlf中相当。一致地，敲除usp20不会抑制sev或emcv诱导的irf3或ikba磷酸化。此外，细胞内poly(i:c)诱导的ifnb、ip10和il6表达不受usp20敲除的影响。这些数据共同表明usp20对于rna病毒触发的信号传导不是必需的。接下来，作者**usp20是否影响i型ifn介导的抗病毒反应。野生型和usp20-/-mlf用h129-g4或hsv-1感染后，在有无ifn-α的培养基中培养24小时，然后进行荧光显微镜检查、流式细胞术或qrt-pcr分析。结果表明，野生型和usp20-/-细胞之间的gfp强度或百分比或hsv-1ul30基因的mrna水平相当。此外，敲除usp20对ifn-α诱导的stat1磷酸化没有影响。这些数据共同表明usp20不调节i型ifn信号传导或i型ifn介导的抗病毒反应。
图3.usp20对于rna病毒触发的信号传递是不需要的。
研究结论：usp20对于rna病毒触发的信号转导不是必须的。
3. usp20缺陷小鼠更容易感染hsv-1
作者接下来**了usp20在体内dna病毒感染中的功能。usp20+/+和usp20-/-小鼠静脉注射hsv-1并连续八天监测。与基因诱导分析的结果一致，usp20-/-小鼠比usp20+/+小鼠更容易受到致死性hsv-1感染。此外，在hsv-1感染后12小时，与usp20+/+小鼠相比，usp20-/-小鼠血清中ifn-b、il-6和ccl5的诱导显着降低。另一方面，与usp20+/+小鼠相比，在hsv-1感染后，来自usp20-/-小鼠的肺和脑中ifnb和促炎细胞因子的表达严重受损，并且hsv-1的复制加剧。斑块测定的结果进一步证实，与野生型对照相比，usp20缺乏导致usp20-/-小鼠在感染后肺和脑中的hsv-1滴度增加。
图4.usp20缺陷小鼠更容易感染hsv-1
研究结论：usp20正向调节病毒诱导的下游基因表达，并且对于宿主体内针对dna病毒的防御至关重要。
4.usp20介导抗病毒信号依赖于其dub活性
作者之前已经表明usp20的dub活性是mita去泛素化所必需的。为了证实usp20 dub活性在调节hsv-1触发的体内信号传导中的重要作用，作者将wt usp20或其酶失活突变体usp20（c560/563s）转染到usp20-/-细胞随后感染hsv-1感染或转染isd。qrt-pcr和elisa分析的结果表明，hsv-1或细胞溶质dna诱导的ifnb和ip10表达以及ifn-b和tnf的产生在用usp20回补的usp20-/-mlf中得到显着恢复，用usp20突变体回补则没有效果。
此外，hsv-1诱导的irf3或ikba的磷酸化因usp20而不是usp20（cs）的回补在usp20-/-mlfs中增加。一致地，hsv-1的复制在用usp20回补的usp20-/-mlf中得到加强，但在用usp20(cs)回补的对照组中没有。
图5.usp20介导抗病毒信号转导依赖于其dub活性。
研究结论：usp20介导的dna病毒触发信号增强需要其去泛素化酶活性。
5.usp20解偶联k48连接的泛素化并稳定mita
作者之前已经证明，在hsv-1感染后，usp20的敲低会导致thp-1细胞中k48相关的mita泛素化增加。与这些观察结果一致，与usp20+/+mlf相比，hsv-1诱导的k48连接的mita泛素化在usp20-/-mlf中显着增加。将usp20而不是usp20(cs)回补的usp20-/-mlfs削弱了hsv-1诱导的k48连接的mita泛素化，表明usp20在病毒感染后从mita中去除了k48连接的多泛素链，这可能会控制mita的蛋白质稳定性。
为支持这一观点，在感染hsv-1后，敲除usp20促进了mita的降解。此外，hsv-1或细胞质dna诱导的mita降解被蛋白酶体抑制剂mg132阻断，但在usp20-/-mlf中不受自噬抑制剂3ma的阻断。这些数据共同表明，usp20通过解偶联k48连接的mita泛素化，促进mita的稳定。因为在usp20缺陷细胞中mita的降解加速，作者假设将mita补充到usp20敲除细胞中将恢复病毒触发的下游基因表达。正如作者预期的那样，将mita重组到usp20-/-mlfs中恢复了hsv-1感染后irf3和ikba的磷酸化以及ifnb、il6和ip10的表达。如通过h129-g4的gfp信号或上清液中的hsv-1滴度所示，hsv-1的复制在用mita重建的usp20-/-mlf中受到抑制。
图6.usp20通过mita介导抗病毒信号传导。
研究结论：mita是usp20在调节细胞对dna病毒感染的抗病毒反应方面的主要目标。
结论与讨论
在这项研究中，作者生成了usp20缺陷小鼠，并**了usp20在先天抗病毒信号传导中的作用。作者发现usp20的敲除会损害dna病毒触发的irf3和nf-kb激活以及下游基因的表达，并促进k48相关的泛素化hsv-1感染后mita的蛋白酶体降解。一致地，usp20缺陷导致细胞和体内hsv-1复制增强， usp20缺陷小鼠对致死性hsv-1感染的易感性增加。作者的研究结果提供了证据，表明usp20通过靶向mita进行去泛素化，在细胞抗病毒反应中发挥重要作用。
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