宿主的先天免疫系统负责在病毒感染期间启动早期免疫(Lazarte等人,2019年)。模式识别受体(PRRs),如核苷酸结合寡聚化结构域样受体(NLRs)、Toll样受体(TLRs)或视黄酸诱导基因I(RIG-I)样受体(RLRs),能够识别微生物特有的病原体相关分子模式(PAMPs)(Honda等人,2005年;McGreal等人,2005年;Brown,2006年;Beutler等人,2007年;Hornung和Lat,2010年;Broz和Monack,2013年)。检测到PAMPs后,PRRs会启动信号通路,诱导多种因子(如干扰素)的产生,并驱动数百个干扰素刺激基因(ISGs)的转录调控,使机体进入抗病毒状态(Stark和Darnell,2012年;Liao和Su,2021年)。
IFIT是一种ISG,IFIT家族蛋白都具有一个共同的结构特征——四肽重复序列(TPR)。作为许多蛋白质中的结构基序,TPR可以影响多蛋白复合物的组装以及蛋白质-蛋白质相互作用。该基序包含3-16个串联重复序列,分布在34个氨基酸残基中,不同的TPR基序遍布整个蛋白质序列(Sikorski等人,1990年;Das等人,1998年;D’Andrea和Regan,2003年)。在人类细胞中,通常产生四种类型的IFIT:IFIT1、IFIT2、IFIT3和IFIT5(Chebath等人,1983年;Ulker等人,1987年;Wathelet等人,1986年;Yu等人,1997年;Niikura等人,1997年)。
IFIT在抗病毒先天免疫中起着关键作用。一些IFIT家族成员通过与eIF3翻译起始复合体的亚基结合来降低细胞内依赖帽结构的蛋白质翻译效率(Guo等人,2000年;Terenzi等人,2006年)。某些IFIT可能直接与病毒RNA结合。研究表明,人类IFIT可以通过识别未加帽的5′-ppp结构并从活跃复制的RNA池中分离RNA来作为病毒RNA传感器(Pichlmair等人,2011年)。IFIT还可以与病毒蛋白相互作用。研究显示,IFIT1通过与病毒解旋酶E1结合将其隔离在细胞质中,从而将其从位于细胞核内的复制复合体中分离出来(Terenzi等人,2008年;Saikia等人,2010年)。IFIT也可能对先天免疫产生负面影响。研究表明,人类IFIT1和IFIT2可以与干扰素基因刺激因子(STING)结合并抑制其活性,其中IFIT1会破坏STING与TBK1或MAVS的物理关联(Zhong等人,2008年;Li等人,2009年)。
IFIT基因家族在哺乳动物、两栖动物和鱼类中具有高度保守性(Liu等人,2013年)。与人类相比,鱼类只有IFIT5和少数与IFIT相关的假基因(Daugherty等人,2016年)。鱼类基因组中也含有多个类似IFIT的基因,例如河豚中有一个基因,在三刺鱼(Gasterosteus aculeatus)、斑马鱼(Danio rerio)和青鳉(Oryzias latipes)中发现了十个这样的基因(Gomez等人,2012年)。也有报道指出,在普通鲤鱼(Cyprinus carpio)、大西洋鲑鱼(Salmo salar)、斑点鲶鱼(Ictalurus punctatus)和Nibea albiflora中也存在这些基因(Kolder等人,2016年;Liu等人,2012年;Bela-Ong等人,2020年;Xu等人,2021年)。鱼类IFIT在抗病毒先天免疫中的功能与哺乳动物IFIT相似;例如,半光滑舌鳎鱼的IFIT1可以抑制巨细胞病毒的复制,对抵抗病毒感染至关重要(Long和Sun,2014年)。
在中国,草鱼是一种重要的经济鱼类,但在养殖过程中容易感染多种疾病,导致相当大的经济损失,尤其是由草鱼呼肠孤病毒(GCRV)引起的草鱼出血病(Rangel等人,1999年)。GCRV是一种双链RNA病毒,其基因组包含11个双链RNA片段(Fang等人,2000年;Rao和Su,2015年)。由于草鱼是淡水鱼,性成熟期较长且体型相对较大,因此选择了对GCRV敏感的稀有鲦鱼作为实验物种,以研究GCRV的致病机制及机体对这种病毒的免疫反应(Lin等人,2019年)。在之前的研究中,进行了比较转录组分析,评估了感染GCRV的稀有鲦鱼和斑马鱼的转录组特征,从而鉴定出了IFIT8(Hu等人,2022年)。在本研究中,我们鉴定了草鱼中的IFIT8,并分析了其功能。研究发现,CiIFIT8通过与CiEIF4A相互作用来减少GCRV蛋白的产生,从而限制GCRV的复制,在草鱼的先天抗病毒防御中发挥重要作用。