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先天免疫系统的第二部分

是干扰素系统

这是脊椎动物细胞特有的

所以在脊椎动物细胞中

几乎每一种细胞类型

都可以产生干扰素

所以它是宿主特异的

而不是病毒特异的

也就是说

不同的物种可以选择性地

分泌不同种类的干扰素

但它们并不是特异针对某种病毒而产生的

这是一套广谱的抗病毒防御系统

几乎可以由脊椎动物的任何细胞产生

它们是由病毒感染所诱导的

如双链RNA分子

这是某些病毒感染的标志

干扰素是对抗病毒的第一道防线

随后才会引发特异性免疫反应

目前

已知的干扰素有三种类型

可分为Ⅰ型、II型和Ⅲ型

I型干扰素中包含α和β干扰素

在诱导细胞对病毒感染

产生抵抗力的过程中发挥主要作用

γ型干扰素又称Ⅱ型干扰素

其主要功能是调节免疫反应

但Ⅱ型干扰素也有抗病毒活性

Ⅲ型干扰素是最近才发现的

其功能还在研究中

这里列出了干扰素的主要功能

这些干扰素其实

是一种很小的蛋白质

可以作为细胞信号

激活巨噬细胞

自然杀伤细胞和其他淋巴细胞

如细胞毒性T淋巴细胞

它们还可以调节抗体的合成

换句话说

它们具有调节先天性抗病毒防御

以及适应性免疫应答的功能

它们可以刺激主要组织

相容性基因复合体 MHC- I分子的表达

这个我后面会讲到

而Ⅱ型干扰素可以诱导MHCⅡ类

抗原的表达以及抗体受体的表达

这些都有助于适应性免疫应答

干扰素也是抗病毒反应的主调节剂

干扰素能够调控数百个

干扰素刺激基因（ISGs）的表达

这些基因在宿主先天性

抗病毒免疫反应中发挥着

至关重要的作用

干扰素也会引起副作用

它们已被用作抗病毒药物

比如用于丙肝感染的治疗

它们是会引起一些副作用的

例如很多伴随发热的综合症

所以，这确实会引起患者的

一些不舒适的感受

这就限制了它作为

一般抗病毒药物中的应用

此外，它还可以抑制细胞的生长

干扰素希望将细胞的生长状态

变成防御状态

所以，它实际上是减缓了细胞的生长

如果你用此来治疗患者

也会导致一定的副作用

那么干扰素是如何工作的呢？

正如我前面讲到的

干扰素是由细胞释放到

细胞外环境中的小蛋白

这样就可以向邻近的

细胞发出信号

这里显示的是I型和II型干扰素

当它们被释放到细胞外环境中时

可以在邻近细胞的表面

找到它们的受体

比如当干扰素与它们的

识别标志或特定受体结合时

I型和II型干扰素有不同的受体

而这种结合就会触发一个

所谓的信号转导级联

也就是说

在干扰素与受体结合后

会发生一系列下游分子事件

主要是一些蛋白磷酸化

大家可以看到

JAK蛋白激酶参与了

这个下游信号转导

最终激活了I型干扰素下游的转录因子

如STAT1/2转录因子以及IRF9转录因子

而STAT1可以形成同二聚体

被II型干扰素激活

所以转录因子被激活后

就会进入细胞核

与它们特定的DNA靶序列结合

而这种结合就会带动与转录因子

结合的序列的基因的转录或表达

最终，一系列的ISGs

即干扰素刺激基因

就会从激活的细胞中转录表达

正如我刚才提到的

现在有数百个基因具有

“干扰素刺激基因”的特征

你可以想象这是一支

能够使细胞进入抗病毒状态

从而防御不同病毒的军队

我举一个干扰素刺激基因的例子

这个ISG叫做蛋白激酶R（PKR）

因为它是依赖于RNA的

是一个RNA依赖的蛋白激酶

所以这个ISG是在细胞

受到干扰素刺激的时候表达的

而当它表达出来的时候

它首先是以一种无活性的单体存在

这种状态下

它们是失活的

但是，当这个蛋白感应到

双链RNA时......人类大多数

RNA都是单链的

但当病毒RNA进行自我复制时

复制周期中往往包含

一个双链RNA合成阶段

这种双链RNA也就成为了

病毒感染的一种模式或者说

是一种标志

而这种双链RNA与蛋白激酶R结合

激活蛋白激酶

使其二聚体化

也就是使两个分子形成一个复合物

PKR二聚体实际上

可以通过磷酸化而自我激活

进一步激活的PKR激酶

就可以使它的底物

也就是EIF2α磷酸化

而这个蛋白的主要功能

是负责启动蛋白翻译过程的

也就是说

PKR将EIF2α磷酸化

使这个蛋白的翻译启动因子失活

我们可以想象

如果你停止了蛋白翻译的启动

所有的细胞蛋白生产基本都会停滞

这是一个相当极端的过程

所以，干扰素基本上

关闭了整个宿主细胞的蛋白质生产线

来阻止病毒的复制

这确实是一种能够

完全阻断病毒复制的有效方法

正如我很早就提到的

病毒和宿主之间总是在进行军备竞赛

这样一个有效的方法

我们知道

并没有使得病毒走向灭绝

所以病毒一定是进化出了对策来对付它

不同种类得病毒其实都

进化出了不同的方式

来对抗PKR的抗病毒活性

例如，逆转录病毒编码了

一个核心蛋白

它能与双链RNA结合

而这种结合就能够阻止PKR的激活

腺病毒是一种常见的

能够造成感冒的病毒

它可以编码VA1蛋白

从而防止双链RNA与PKR结合

痘病毒也是如此

基本上病毒都进化出了

能够防止自己的双链

RNA被PKR识别的对策

逃避宿主抗病毒反应