概述
宿主細胞通過先天免疫激活共同調節其代謝，以對抗病毒感染。本文揭示了絲氨酸代謝在阻斷抗病毒天然免疫中的關鍵作用，并表明絲氨酸代謝缺陷降低SAM介導的H3K27me3并促進ATP6V0d2表達，以增強YAP溶酶體降解和病毒誘導的IFN-b產生。

研究背景
先天免疫是宿主抵御微生物感染的第一道重要防線。宿主細胞通過不同類型的模式識別受體（PRR）識別病毒RNA和DNA，包括Toll樣受體（TLR）、維甲酸誘導基因I（RIG-I）樣受體和雙鏈DNA的胞漿傳感器。PRR然后招募銜接蛋白，如TRIF、MAVS和STING，以激活TBK1和/或IKKε激酶。TBK1/IKKε磷酸化IRF3和核因子κb（NF-kB）以誘導其核移位和隨后的I型干擾素（IFN）（包括IFN-a和IFN-b）和炎性細胞因子的轉錄。在與IFN受體結合后，I型IFN激活JAK-STAT信號并促進IFN刺激基因的表達，以對抗病毒感染并協調適應性免疫。

在從頭合成過程中，糖酵解衍生的3-PG可通過一系列酶促反應最終轉化為絲氨酸，其第一個關鍵步驟由磷酸甘油酯催化脫氫酶（PHGDH）。絲氨酸促進單碳代謝，包括相互連接的代謝途徑網絡，促進單碳單位的轉移，以生物合成核苷酸、S-腺苷甲硫氨酸（SAM）、還原煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和谷胱甘肽（GSH）。絲氨酸衍生的單碳代謝支持癌癥和T細胞增殖的核苷酸合成。此外，絲氨酸通過單碳代謝促進脂多糖（LPS）介導的巨噬細胞內GSH合成或SAM介導的組蛋白甲基化產生白細胞介素（IL）-1b。然而，PHGDH介導的絲氨酸合成途徑（SSP）或外源性絲氨酸是否參與抗病毒天然免疫仍不清楚。

液泡型H+腺苷三磷酸酶（V-ATP酶）是一種依賴ATP的質子泵，由水解ATP的外圍V1結構域和轉運質子的整合結構域組成。V-ATP酶定位于多種細胞膜上，酸化細胞內的腔室，包括內質體和溶酶體。V-ATP酶或其亞單位ATP6V0d2參與調節多種生物過程，包括蛋白質降解、促進病毒融合或消除細菌感染。然而，V-ATP酶在抗病毒免疫中的作用目前尚不清楚。

Hippo通路在器官大小控制和組織內環境穩定中起著關鍵作用。當該途徑被激活時，Lats1/2激酶磷酸化YAP/TAZ，將其保留在細胞質中進行泛素化和降解。否則，YAP/TAZ進入細胞核并結合TEDD家族轉錄因子誘導基因轉錄。最近的一項研究表明，在病毒感染后，YAP可以阻止IRF3的二聚化，并防止IRF3易位到細胞核（Wang等人，2017年）。同時，病毒激活的IKKε可以磷酸化YAP，促進其溶酶體降解，緩解YAP介導的IFN-b產生抑制（Wang等人，2017）。血清饑餓可通過Lats1/2激酶使YAP/TAZ失活，從而減弱YAP介導的TBK1抑制并增強抗病毒IFN-b反應。然而，目前還不清楚顆粒代謝途徑是否能與Hippo YAP途徑溝通以調節抗病毒天然免疫。

文中所用實驗方法
質粒與轉染
酶聯免疫吸附試驗（ELISA）和絲氨酸測量
蛋白分離及免疫印跡分析
RNA提取、RT-PCR和RNA序列分析
病毒體內感染
肺組織學
病毒感染和菌斑試驗
熒光素酶報告試驗
代謝物的B LC-MS分析
染色質免疫沉淀（芯片）
流式細胞術

文章分為6個研究部分

• PHGDH通過抑制TBK1-IRF3軸負性調節IFN-b信號

• 絲氨酸代謝拮抗病毒誘導的IFN-b產生

• 絲氨酸代謝缺陷保護小鼠免受病毒感染

• 來自絲氨酸代謝的SAM損害IFN-b的產生

• PHGDH通過下調ATP6V0d2部分抑制IFN-b的產生

• ATP6V0d2在病毒感染時通過促進YAP的溶酶體降解誘導IFN-b產生

研究結論
絲氨酸代謝對抗病毒天然免疫的影響。首先，我們表明，病毒感染后，小鼠巨噬菌體和HEK293T細胞的從頭絲氨酸生物合成途徑明顯下調。通過基因調控或使用抑制劑CBR-5884治療，靶向SSP中的關鍵酶PHGDH的活性，在體外和體內有力地增強IFN-b介導的抗病毒天然免疫。此外，外源性絲氨酸和甘氨酸限制也通過在體外和體內增強IFN-b來減輕病毒感染。在機制上，我們發現抑制內源性和外源性絲氨酸代謝通過降低SAM介導的H3K27me3促進ATP6V0d2的表達。ATP6V0d2針對YAP進行溶酶體降解，以減弱YAP介導的對TBK1-IRF3軸的抑制，并增強IFN-b介導的抗病毒天然免疫。
綜上所述，我們的發現不僅闡明了磷酸脫氫酶（PHGDH）/絲氨酸在控制抗病毒信號通路中發揮關鍵作用的一種以前未知的機制，而且還提出了操縱絲氨酸代謝作為一種潛在的抗病毒治療方法。

文中所用流式細胞：
收集并過濾Phgdhfl/flLyz2 Cre+和Phgdhfl/flLyz2 Cre-小鼠的腹腔巨噬細胞，以制備單細胞懸浮液。為了檢測兩種小鼠基因型中腹腔巨噬細胞的分化和數量，用含有1%FBS的冰冷PBS清洗細胞，與APC抗小鼠CD11b抗體和PE/Cyanine5抗小鼠F4/80抗體在冰上孵育15分鐘，然后使用數字BD口徑流式細胞儀（BD Biosciences）進行FACS。用碘化丙啶和Annexin-V-FITC（Absin）對感染SeV的腹腔巨噬細胞進行凋亡檢測。通過流式細胞術獲取數據，并使用FlowJo（Tree Star）進行分析。

用PI和膜聯蛋白V染色分析SeV感染小鼠PMs 6h后的細胞凋亡。

文章中使用Absin產品