近年来，越来越多的研究证据表明线粒体不仅是“能量工厂”，并且在免疫反应中也发挥了重要作用。线粒体在天然免疫反应中居于中心位置。首先，线粒体上的关键分子（例如MAVS）可以作为信号传递的平台参与抗RNA病*RLR通路；第二，真核细胞线粒体起源于古生菌，因而与细菌有多个相似特征。第三，已有研究报导线粒体可以释放损伤相关分子模式（Damage-associatedmolecularpatterns，DAMPs），例如线粒体DNA和RNA，以激活免疫反应。但线粒体蛋白是否被释放出来参与天然免疫反应目前鲜有报道。
RIG-I和MDA5是RLR家族识别病*RNA的两大主要受体，在结构上也很相关：N端含有两个串联的CARD结构域，中间是一个DECH解螺旋酶结构域，加一个C末端结构域（CTD）。两者的CTD在结构上差异较大，赋予了二者感知不同病*RNA的能力。RIG-I偏向于结合5’端带有三磷酸基团的双链RNA（dsRNA），以及较短的dsRNA，而MDA5则对较长的dsRNA有更高的亲和力。与病*的RNA结合之后，RIG-I和MDA5被招募到定位于线粒体的关键接头蛋白MAVS上。MAVS作为一个信号平台，招募TRAFs、TBK1和IKK等下游信号分子，激活激酶TBK1和IKK。这些激酶进一步磷酸化IRF3和NF-kB,最终促进下游抗病*基因的表达。虽然对于RIG-I和MDA5介导的抗病*固有免疫信号通路的研究已经很多，但是相关信号通路的具体调控机制仍然有很多地方需要探索。
年1月19日，北京大学医学部系统生物医学研究所游富平团队在CellReports发表了题为“ThemitochondrialproteinERAL1suppressesRNAvirusinfectionbyfacilitatingRIG-I-likereceptorsignaling”的研究论文，报道了线粒体蛋白ERAL1参与抗RNA病*固有免疫调控。该研究拓展了目前对线粒体蛋白参与的固有免疫调控的认识，揭示了利用线粒体蛋白可能是调控固有免疫反应的重要策略。
在这项研究中，研究者首先利用邻近标记（TurboID）的技术结合质谱的方法，通过对比实验组结果找到并验证了在仙台病*（SeV）感染后与线粒体外膜蛋白MAVS高亲和力相互作用的蛋白ERAL1。过表达ERAL1显著增强SeV诱导的I型干扰素（IFN-β）的激活，相一致地，ERAL1敲低下调SeV诱导的IFN-β的激活。Eral1敲低的小鼠巨噬细胞中RNA病*诱导的下游抗病*基因的转录受到明显抑制，使得Eral1缺陷鼠对水泡性口炎病*（VSV）诱导的死亡更加敏感。
鉴于未感染状态下ERAL1定位于线粒体基质，而MAVS定位于线粒体外膜，研究者推测病*感染后ERAL1可能会发生位置的改变。接下来，通过免疫荧光，免疫电镜及组分分离技术，研究者证实病*感染后可以在细胞质中检测到ERAL1。在应激状态下，线粒体外膜会发生通透化（Mitochondrialoutermembranepermeablisation，MOMP），同时线粒体蛋白会向胞质中释放，介导下游反应。研究表明，Bcl-2家族蛋白BAX/BAK在MOMP的发生过程中发挥关键作用。ERAL1从线粒体释放到细胞质依赖于BAX/BAK蛋白，并且这一过程需要RIG-I和MDA5的参与。为了进一步探讨ERAL1参与抗病*免疫反应的机制，研究者使用邻近标记技术，寻找可能介导ERAL1信号的相关分子。质谱结果显示，病*感染后ERAL1除了可以与MAVS相互作用外还可以与TRIM25相互作用。TRIM25是最早被发现的参与RIG-IK63位泛素化激活的E3泛素连接酶。ERAL1敲低后，病*感染诱导RIG-IK63泛素化水平明显下调。除此之外，研究者发现ERAL1敲低后也会影响病*诱导MDA5K63泛素化水平。鉴于已有研究显示TRIM25可能也介导MDA5CARD结构域的K63连接的多聚泛素化。研究者推断病*感染情况下，ERAL1依赖TRIM25增强RIG-I/MDA5K63泛素化水平，进而增强MAVS的多聚泛素化，促进抗病*固有免疫反应。
总之，该研究表明线粒体蛋白ERAL1可以正向调节RLR介导的先天抗病*免疫反应。一方面，ERAL1可以与MAVS结合，促进MAVS活化；另一方面，ERAL1可以从线粒体转运到细胞质并促进RIG-I/MDA5的K63连接泛素化。这项研究显示，病*感染条件下，线粒体可通过释放蛋白介导固有免疫反应，提示线粒体在固有免疫调控中的重要作用。
本文由游富平团队完成，游富平团队级直博生李思几，级直博生邝铭为共同第一作者。
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