Ifit3-flox 基因敲除小鼠

IFIT3，即干扰素诱导的含有四肽重复序列的蛋白质3，是IFIT家族和干扰素刺激基因家族中最重要的成员之一。IFIT3具有IFIT家族在基因和蛋白质结构方面的典型特征，并且能够通过经典的病原体识别受体（PRRs）-干扰素（IFN）-JAK/STAT途径被激活。多种病毒可以诱导IFIT3的表达，而IFIT3又能反过来抑制病毒的复制，其背后的机制表明了它在抗病毒先天免疫中的重要作用。新兴的研究还发现，IFIT3参与了细胞生物学变化，包括细胞增殖、凋亡、分化和癌症发展。在综述中，我们总结了IFIT3在分子结构和调节途径方面的特点，强调了IFIT3在抗病毒先天免疫中的作用，以及它在细胞生物学中的多样化生物学功能。我们还讨论了IFIT3作为疾病诊断和治疗生物标志物的潜力[1]。

IFIT3蛋白能够诱导干扰素信号传导并抑制腺病毒（Ad）的即刻早期基因表达。干扰素（IFNs）是宿主抗病毒免疫的标志之一。IFNs通过诱导干扰素刺激基因（ISGs）和抗病毒蛋白来发挥其抗病毒活性；然而，ISGs抑制腺病毒（Ad）复制的确切机制尚不清楚。IFNs抑制Ad的即刻早期基因表达，从而抑制病毒生命周期的所有后续方面。研究发现，IFN诱导的具有四肽重复序列3的蛋白IFIT3（ISG60）限制了Ad的复制。IFIT3抑制Ad E1A即刻早期基因的表达，但不改变Ad基因组进入细胞核。IFIT3的表达导致TBK1、IRF3和STAT1的磷酸化，增加IFNβ和ISGs的表达，并需要IFIT1和IFIT2伴侣蛋白。在RNA病毒感染期间，已知IFIT3通过线粒体抗病毒信号（MAVS）介导的TBK1激活刺激IFN的产生，TBK1与IRF3和NF-κB的激活协同作用。在表达IFIT3的细胞中，MAVS或TBK1的耗竭阻止了IFN信号传导并逆转了Ad复制限制。此外，STING的耗竭复制了这种效果，表明IFIT3激活STING通路并与MAVS通路进行交叉对话。这发生在病毒病原体相关分子模式（PAMPs）独立的情况下。这些结果表明，单个ISG，IFIT3的表达激活了IFN信号传导，并建立了独立的病毒PAMPs的细胞抗病毒状态。这些发现揭示了一种新的激活IFN信号传导以增强细胞抗病毒反应的机制[2]。

在食管鳞状细胞癌（ESCC）的转移性微环境中，IFIT3+ T、B细胞和免疫抑制细胞（如APOC1+ APOE+巨噬细胞和肌成纤维细胞）的出现或扩张，这些细胞高度表达免疫球蛋白基因（IGKC）和细胞外基质成分以及基质金属蛋白酶基因。发现了一种预后不良的表型，该表型调节免疫效应过程，在转移性恶性上皮细胞中显著增强，并富集于CD74+ CXCR4+和主要组织相容性复合体（MHC）II类基因上调的恶性上皮细胞。与原发肿瘤相比，转移性ESCC微环境的细胞间通讯差异被揭示，并通过多重免疫荧光和免疫组织化学染色进一步验证，这主要依赖于APOC1+ APOE+巨噬细胞与肿瘤和间充质细胞的相互作用。数据突出了塑造淋巴结转移微环境的潜在分子机制，并可能为药物发现和开发针对这些促转移的非肿瘤成分的新策略提供信息，以抑制肿瘤生长和克服转移，从而改善临床结果[3]。

在银屑病的皮肤病变中，IFIT3基因的功能和相关信号通路通过生物信息学方法进行了探索，以确定银屑病的潜在特异性分子标志物。使用“limma”R包分析了来自基因表达综合数据库（GEO）数据库的三个数据集（GSE13355、GSE30999和GSE106992），并筛选了差异基因。使用STRING数据库进行基因本体（GO）富集分析，京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，以及蛋白质-蛋白质相互作用网络整合。然后，使用Metascape数据库通过基因集富集分析（GSEA）提取和分析IFIT3亚网络，以验证基因分化和疾病组织鉴别的有效性。在该研究中，获得了426个差异基因，其中322个显著上调，104个显著下调。GO富集分析表明，差异基因主要涉及免疫和代谢；KEGG通路富集分析主要包括趋化因子信号通路、PPAR信号通路和IL-17信号通路等。基于IFIT3亚网络分析，发现IFIT3主要涉及病毒、细菌和其他微生物的生物过程。GSEA获得的通路主要与免疫、代谢和抗病毒活性相关。IFIT3在银屑病病变中高度表达，因此可能有助于银屑病的诊断。通过生物信息学分析，获得了银屑病的差异基因、生物过程和信号通路，特别是与IFIT3基因相关的信息及其诊断效率。这些结果有望为探索银屑病的发病机制提供理论基础和新方向，并有助于寻找诊断标志物和开发药物治疗靶点[4]。

Epstein-Barr病毒（EBV）是一种γ-疱疹病毒家族成员，在原发感染后可以在B淋巴细胞和某些上皮细胞中建立潜伏感染。在某些情况下，EBV可以进入裂解复制。然而，EBV潜伏-裂解感染的调节机制尚不清楚。重要的免疫分子，干扰素诱导的具有四肽重复序列3的蛋白（IFIT3），在EBV潜伏感染的细胞中上调。当EBV的裂解复制被诱导时，IFIT3的表达进一步增加。反过来，IFIT3过表达显著抑制了EBV的裂解复制，而IFIT3敲低促进了EBV的裂解复制。此外，在裂解诱导过程中，IFIT3的异位表达促进了干扰素（IFN）通路的激活，包括IFN刺激基因（ISGs）、IFNB1的表达和IFN调节因子3（IRF3）的磷酸化。相反，IFIT3的耗竭导致ISGs和IFNB1表达减少。机制上，IFIT3通过IFN信号传导抑制EBV的裂解复制。这项研究揭示了宿主先天免疫相关因子IFIT3在调节EBV潜伏-裂解稳态中的重要作用。结果表明，EBV已经很好地进化，可以利用宿主因子来维持潜伏感染[5]。

心衰（HF）中，线粒体介导的细胞死亡是一个重要的机制。因此，基于HF的转录组测序数据识别线粒体相关基因（Mito-RGs）可能为HF提供新的诊断标志物和治疗靶点。首先，对GEO中的GSE57338、GSE76701、GSE136547和GSE77399数据集进行了生物信息学分析。然后，使用蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析HF-Mito差异表达基因（DEGs），以获得关键基因并探索其功能。随后，比较了HF和正常组的免疫细胞评分。通过构建竞争性内源性RNA网络研究了关键基因的潜在改变机制。最后，预测了潜在的药物靶点并验证了关键基因的表达水平。在GSE57338数据集中获得了23个HF-Mito DEGs，PPI网络获得了4个关键基因，包括IFIT3、XAF1、RSAD2和MX1。根据基因集富集分析，关键基因在肌生成和缺氧中表现出高度富集。免疫细胞分析表明，HF组和正常组之间存在差异的aDCs、B细胞和其他20种免疫细胞类型。此外，观察到H19可能影响IFIT3、AXF1和RSAD2的表达。PCGEM1可能调节RSAD2的表达。共获得了515种针对关键基因的潜在治疗药物，如视黄酸、二氧化硅和双酚A。最后，与正常样本相比，IFIT3、RSAD2和MX1在HF样本中的表达增加，符合GSE57338数据集的分析。这项工作筛选了4个关键基因，即IFIT3、XAF1、RSAD2和MX1，可以在后续研究中进一步探索其在HF中的具体分子机制[6]。

胰腺导管腺癌（PDAC）是全球最致命的癌症之一，有效的治疗方法仍然是一个挑战。IFIT3是一种具有抗病毒和促炎症功能的干扰素刺激基因。之前的研究表明，在PDAC患者中，IFIT3表达水平升高与化疗后的生存率较差相关，这表明IFIT3与PDAC中的化疗耐药性之间存在关联。然而，IFIT3在PDAC化疗耐药性中的确切作用和分子机制尚不清楚。基于PDAC转录组数据，我们发现IFIT3表达与PDAC的鳞状分子亚型相关，并且炎症反应和凋亡通路增加。我们进一步确定了IFIT3在调节化疗过程中与线粒体相关的凋亡中的重要作用。IFIT3敲低可以减弱PDAC细胞对吉西他滨、紫杉醇和FOLFIRINOX方案治疗的化疗耐药性，独立于个体化疗方案。同时，发现IFIT3过表达会促进耐药性。免疫共沉淀确定了IFIT3与线粒体通道蛋白VDAC2之间存在直接相互作用，VDAC2是调节线粒体相关凋亡的重要调节因子。随后发现，IFIT3通过稳定VDAC2与O-连接N-乙酰葡萄糖胺转移酶（O-GlcNAc转移酶）的相互作用来调节VDAC2的翻译后修饰-O-连接N-乙酰葡萄糖胺化。VDAC2的O-连接N-乙酰葡萄糖胺化增加保护PDAC细胞免受化疗诱导的凋亡。结果表明，IFIT3表达可以影响PDAC的化疗耐药性的中心机制。靶向IFIT3/VDAC2可能代表了一种新的策略，可以提高常规化疗方案对侵袭性胰腺癌的敏感性[7]。

为了评估IFIT3/TBK1信号通路在激活浆细胞样树突状细胞（pDCs）及其在系统性硬化症（SSc）发展中的作用，利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）和高通量转录组RNA测序揭示了pDCs的差异丰度和IFIT3在SSc中的作用。进行了体外细胞实验，以评估IFIT3/TBK1信号通路干预对pDC激活、细胞因子释放和成纤维细胞功能的影响。使用成簇规律间隔的短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白9（Cas9）基因编辑构建了IFIT3-/-小鼠模型，以评估干预IFIT3/TBK1信号通路对SSc小鼠模型中皮肤和肺纤维化的潜在益处。IFIT3/TBK1信号通路在激活pDCs中发挥着至关重要的作用，IFIT3作为TBK1的上游调节因子。干预IFIT3/TBK1信号通路可以抑制pDCs激活、细胞因子释放并影响成纤维细胞功能。IFIT3-/-小鼠模型显示出在SSc小鼠模型中减少皮肤和肺纤维化的潜在益处。这项研究为SSc的潜在治疗靶点提供了新的见解，强调了IFIT3/TBK1信号通路在SSc发展中的关键作用[8]。

IFN通过干扰素刺激基因（ISGs）发挥其作用，但其疗效受到干扰素耐药性的限制，这可能是由于关键蛋白的泛素化所导致的。UBE2O最初是根据TCGA和iUUCD 2.0数据库的数据被鉴定为一种有前景的治疗靶点。通过抑制UBE2O，干扰素α/β信号传导和整体干扰素信号传导被激活。通过整合蛋白质组学、质谱和生存分析的数据，确定了IFIT3，一种干扰素信号传导的介导因子，是UBE2O的泛素化底物。体外和体内实验的结果表明，UBE2O的敲低可以通过上调IFIT3表达来增强干扰素α的疗效。K236被鉴定为IFIT3中的一个泛素化位点，挽救实验的结果证实了UBE2O对干扰素α敏感性的影响依赖于IFIT3活性。ATO处理抑制了UBE2O并增加了IFIT3的表达，从而增加了干扰素α的疗效。总之，这些发现表明，UBE2O通过靶向IFIT3进行泛素化和降解来降低干扰素α的治疗效果[9]。

I型干扰素（IFN）在妊娠期间水平升高与宫内生长迟缓、早产和胎儿死亡相关，其机制尚不清楚。胎盘发育的关键步骤是滋养层细胞的融合，形成多核合胞滋养层（ST）层。融合由合胞素介导，合胞素是从祖先内源性逆转录病毒包膜中衍生的蛋白质。使用人滋养层细胞或小鼠细胞的培养物，我们表明IFN诱导的跨膜蛋白（IFITMs），这是一类阻断许多病毒进入步骤的限制因子，会损害ST的形成并抑制合胞素介导的融合。此外，IFN诱导剂聚肌苷酸：多胞苷酸在野生型小鼠中促进胎儿吸收和胎盘异常，但在Ifitm缺失小鼠中则不会。因此，IFITMs的过度水平可能介导了先天性感染和其他IFN诱导的病理过程中观察到的妊娠并发症[10]。

综上所述，IFIT3在抗病毒免疫、细胞生物学变化以及多种疾病的发展中发挥着重要作用。IFIT3的表达和功能受到多种因素和信号通路的调节，包括IFN信号传导、翻译后修饰和细胞间通讯。IFIT3的研究为理解病毒感染、癌症、炎症性疾病和妊娠并发症的发病机制提供了新的见解，并为开发新的诊断和治疗策略提供了潜在的靶点。