天 然免疫是宿主抵御病毒入侵的第一道防線，其中 I 型干擾素（ IFN ）信號通路在抗病毒反應中發揮關鍵作用。IRF3（干擾素調節因子3）作為I型干擾素信號通路的核心轉錄因子，其激活狀態受到多種翻譯后修飾的嚴格調控，以確保天然免疫的有效激活并避免過度反應。然而，IRF3在靜息狀態和病毒感染期間如何被精細調控仍不清楚。SMYD3 是一種賴氨酸甲基轉移酶，其在腫瘤發生和轉錄調控中具有重要作用，但其在抗病毒天然免疫中的功能尚不清楚。

PNAS上發表題為Direct lysine dimethylation of IRF3 by the methyltransferase SMYD3 attenuates antiviral innate immunity的研究發現，SMYD3通過直接催化IRF3在賴氨酸39位點的二甲基化修飾，抑制IRF3的激活，從而負向調節I型干擾素信號通路。在 SMYD3 基因敲除的小鼠和斑馬魚模型中，宿主對 RNA 和 DNA 病毒感染表現出更強的抵抗力。研究進一步揭示了 SMYD3 的甲基轉移酶活性在抗病毒天然免疫中的關鍵作用，并為開發針對病毒感染的治療策略提供了新的靶點。

文章要點

1）SMYD3抑制病毒誘導的天然免疫反應。SMYD3 過表達顯著促進 VSV-GFP 病毒在 H1299 細胞中的復制，并抑制 SeV 感染誘導的 IFNβ 啟動子活性。在 SMYD3 基因敲除的 HEK293T 細胞中， SeV 誘導的 IFNβ 、 CXCL10 和 CCL5 mRNA 表達顯著增強。HSV-1和VSV感染的A549細胞中，SMYD3過表達抑制IRF3磷酸化和核定位，而SMYD3基因敲除則增強IFNβ啟動子活性和抗病毒基因表達，并減少病毒復制。

圖 1 SMYD3 抑制病毒誘導的天然免疫反應

2）SMYD3通過靶向IRF3賴氨酸39位點的二甲基化抑制抗病毒天然免疫。SMYD3 與 IRF3 相互作用，并依賴其酶活性抑制 IRF3 介導的 I 型干擾素信號。質譜分析顯示 SMYD3 催化 IRF3 在賴氨酸 39 位點的二甲基化修飾。突變IRF3的賴氨酸39位點可消除SMYD3的抑制作用，且該修飾位點在進化上高度保守。SMYD3 基因敲除或酶活性抑制可增強 IRF3 的磷酸化和二聚化，促進 IFNβ 等抗病毒基因的表達。

圖 2 SMYD3 通過靶向 IRF3 賴氨酸 39 位點的二甲基化抑制抗病毒天然免疫

3）IRF3通過賴氨酸39位點的甲基化失活。IRF3 的賴氨酸 39 位點甲基化模擬突變體（ K39F ）顯著抑制 IRF3 介導的 IFNβ 啟動子和 ISRE 報告基因活性，且無法促進抗病毒基因表達或抑制病毒復制。K39F突變體的IRF3在病毒感染后磷酸化水平低，主要滯留在細胞質中，無法與TBK1有效結合，從而抑制IRF3的激活。

圖 3 IRF3 通過賴氨酸 39 位點的甲基化失活

4）Smyd3基因敲除小鼠對病毒感染的抵抗力增強。Smyd3 基因敲除小鼠在 VSV 感染后生存率顯著提高，肺組織損傷減輕。與野生型小鼠相比，Smyd3?/?小鼠在病毒感染后血清和細胞中的Ifnβ水平顯著升高，且脾臟、肝臟和肺組織中抗病毒基因表達增強，表明Smyd3缺失可增強宿主的抗病毒天然免疫反應。

圖 4 Smyd3 基因敲除小鼠對病毒感染的抵抗力增強

5）Smyd3基因敲除細胞對病毒感染的抵抗力增強。Smyd3 基因敲除的 BMDCs 和 MEFs 細胞在病毒感染后表現出更強的抗病毒天然免疫反應， Ifnβ 、 Cxcl10 等抗病毒基因表達顯著上調，而病毒復制受到抑制。此外，Irf3基因敲除的細胞中，Smyd3缺失的抗病毒增強作用消失，表明Smyd3對天然免疫的負向調控依賴于Irf3。

圖 5 Smyd3 基因敲除細胞對病毒感染的抵抗力增強

本研究揭示了SMYD3通過直接催化IRF3在賴氨酸39位點的二甲基化修飾，抑制IRF3的磷酸化、二聚化和核轉位，從而負向調控I型干擾素信號通路。實驗中， SMYD3 過表達顯著促進病毒復制，而 SMYD3 基因敲除則增強細胞和動物模型的抗病毒能力，表現為更高的 IFNβ 和其他抗病毒基因的表達。此外，研究發現病毒感染誘導的KDM8可去除IRF3的二甲基化修飾，激活IRF3。這些結果表明，SMYD3在天然免疫中通過精細調控IRF3的活性，影響宿主對病毒感染的反應。

來源：Immunity Advances

編輯 老Q