Eif3d-KO 基因敲除小鼠

eIF3d，也称为eukaryotic initiation factor 3 subunit D，是eIF3复合物的一个组成部分，eIF3复合物是翻译起始过程中的一个关键因子。eIF3复合物由多个亚基组成，每个亚基在翻译的调控中发挥着不同的作用。eIF3d作为一个RNA结合亚基，具有RNA结合基序和帽子结合域，与其他eIF3亚基相比，它相对较少被研究。然而，近年来对eIF3d的研究揭示了它在维持eIF3复合物完整性、全局蛋白质合成以及生物和病理过程中的重要作用。eIF3d还具有非典型功能，可以调节特定mRNA的翻译，通过结合到5'-UTRs或与其他蛋白质相互作用，独立于eIF3复合物，以及调节蛋白质稳定性的额外功能。这种非典型调节mRNA翻译或蛋白质稳定性可能有助于eIF3d在生物过程中的作用，如代谢应激适应，以及在疾病发生和进展中的作用，包括严重急性呼吸综合征冠状病毒2感染、肿瘤发生和获得性免疫缺陷综合征[3]。

在应激反应方面，eIF3d起着至关重要的作用。研究发现，在持续应激状态下，eIF3d激活了激酶GCN2的翻译，导致eIF2α的磷酸化和抑制了全局蛋白质合成。同时，eIF3d上调了m6A脱甲基酶ALKBH5的表达，促进了应激反应基因的5' UTR特异性脱甲基化，包括ATF4。这一级联反应最终集中在ATF4的表达上，通过增加翻译机器与mRNA的结合和增强核糖体绕过上游开放阅读框（uORFs）的能力来调控ATF4的表达。这些结果表明，eIF3d在慢性应激过程中起着生死攸关的作用，揭示了一种协同信号机制，其中翻译级联反应补充转录放大，以控制细胞的基本过程[1]。

此外，eIF3d还参与了细胞对代谢应激的适应。研究发现，eIF3d在代谢应激下被激活，并控制了一个富含葡萄糖稳态相关因子的基因程序，包括哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）途径的成员。eIF3d指导的翻译适应对于细胞在慢性葡萄糖剥夺过程中的存活至关重要。因此，这种翻译重编程的机制调节了细胞对代谢应激的响应[2]。

在疾病发生和进展方面，eIF3d也发挥重要作用。研究发现，在结直肠癌中，eIF3d与多药耐药相关，并通过上调RUVBL1的表达来促进对5-氟尿嘧啶的耐药性。此外，eIF3d还通过抑制MAPK/ERK1/2途径来促进子痫前期的发展。这些研究表明，eIF3d在结直肠癌和子痫前期的发生和进展中起着重要作用[4,5]。

此外，eIF3d还参与了病毒感染过程中的翻译调控。研究发现，在人类巨细胞病毒（HCMV）感染的细胞中，蛋白质合成逐渐依赖于eIF3d，而不是传统的eIF4E。靶向eIF3d可以特异性抑制HCMV的复制，减少多核糖体丰度，并干扰病毒基因和宿主基因表达，这些基因表达特征与慢性内质网应激有关，有助于HCMV的繁殖。这揭示了细胞eIF3d依赖性蛋白质生产被病毒诱导的内质网应激劫持的策略。此外，它还揭示了在感染细胞中，切换eIF4E和eIF3d反应的帽子依赖性翻译如何不同地调节病毒和宿主基因的表达[6]。

在翻译忠实性方面，eIF3d也发挥着重要作用。研究发现，在哺乳动物细胞中，eIF3和eIF4G2是启动子选择性的调节因子。在eIF3D耗尽的细胞中，任何eIF3核心亚基的耗尽都会促进近同源起始密码子的使用，尽管每个亚基对sgRNA介导的耗尽的敏感性阈值差异很大。双sgRNA耗尽实验表明，在eIF3D耗尽的细胞中，增强近同源使用需要经典的eIF4E帽子结合，并且不是由eIF2A或eIF2D依赖性亮氨酸tRNA起始驱动的。进一步的研究表明，eIF3D的N末端对于准确的起始密码子选择至关重要，而破坏eIF3D的帽子结合特性没有影响。此外，eIF3D的耗尽通过NF-κB激活了TNFα信号传导，并且在eIF1A和eIF4G2敲低时观察到类似的转录组特征，这也促进了近同源起始密码子的使用。这表明，增强近同源使用可能有助于NF-κB的激活[7]。

此外，eIF3d还参与了调节性T细胞（Treg细胞）的分化。研究发现，TGF-β转录重新编程了幼稚T细胞，使其表达Treg细胞分化和免疫抑制mRNA，而mTORC1抑制则损害了T细胞mRNA的翻译，但不是由TGF-β诱导的mRNA。Treg细胞mRNA利用eIF4G同源物DAP5和起始因子eIF3d，通过非典型翻译机制进行翻译，该机制需要eIF3d的帽子依赖性结合，并由Treg细胞mRNA的5'非编码区域指导。沉默DAP5会损害幼稚CD4+ T细胞分化为Treg细胞。Treg细胞分化是通过mTORC1下调和TGF-β转录重新编程实现的，这建立了一种DAP5/eIF3d选择性mRNA翻译机制[8]。

最后，eIF3d还参与了HIV感染过程中CD8+ T细胞功能的调节。研究发现，在早期HIV感染中，与慢性进展者相比，快速进展者中eIF3d的表达显著降低。eIF3d的表达与疾病进展显著相关。体外分析表明，eIF3d表达降低导致CD8+ T细胞增殖和IFN-γ分泌减少，凋亡增加。抑制eIF3d表达导致SOCS-7表达增强，而抑制SOCS-7表达则挽救了eIF3d抑制引起的CD8+ T细胞功能减弱。此外，当在Jurkat细胞、外周血单核细胞（PBMCs）和CD4+ T细胞中抑制eIF3d时，pNL4-3-VSV-G病毒复制增强。这些数据强调了eIF3d在HIV感染中的重要性，通过抑制CD8+ T细胞功能并促进病毒复制。该研究为改善免疫干预提供了潜在靶点[9]。

综上所述，eIF3d作为一种重要的翻译起始因子，在应激反应、代谢应激适应、疾病发生和进展、病毒感染过程中的翻译调控、翻译忠实性以及调节性T细胞分化等方面发挥着重要作用。eIF3d的研究有助于深入理解翻译调控的机制和生物学过程，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。