Сигнальный путь mTORC2-Akt-FoxO3a регулирует защиту клеток от вируса герпеса

Исследована роль комплекса mTORC2 при развитии иммунного ответа на герпесвирус человека типа 1. Отсутствие белка Rictor из этого комплекса у мышей приводит к нарушению ингибирования апоптоза и, соответственно, к гибели клеток, в том числе нейронов.

Credit:
kivans | 123rf.com

Группа исследователей из США изучила механизм, который помогает избежать летального исхода и тяжелых последствий для мозга при заражении герпесвирусом человека типа 1 (ГВЧ-1). Важную роль в этом механизме играет комплекс белков mTORC2. Авторы показали, что при отсутствии белка Rictor, необходимого компонента mTORC2, заражение ГВЧ-1 глаза вызывает смерть намного большего количества клеток в роговице и нервных тканях. Выживание же клеток при ГВЧ-1 опосредуется комплексом mTORC2 через инактивацию проапоптотического транскрипционного фактора FoxO3a. mTORC2 фосфорилирует и активирует киназу Akt, которая, в свою очередь, фосфорилирует FoxO3a. В результате FoxO3a инактивируется и выводится из ядра в цитоплазму.

Ученые отметили повышение транскрипции белка Rictor при инфицировании этим вирусом линии эпителиальных клеток роговицы человека (НСЕ). Далее они планировали исследовать, что происходит при заражении ГВЧ-1 мышей, у которых нет Rictor. Однако отсутствие этого белка во время эмбрионального развития летально, поэтому исследователи использовали линию мышей CreERT2. У этих животных нокаут Rictor можно вызвать во взрослом возрасте с помощью тамоксифена (мышей назвали iRic−/−).

На четвертый день после инфицирования ГВЧ-1 у iRic−/− мышей повреждения роговицы были больше, а количество вирусных транскриптов выше, чем у мышей дикого типа (iRic+/+). Спустя 13 дней 80% iRic−/− мышей умерло, но все iRic+/+ мыши были живы. Учитывая столь серьезную разницу в выживаемости, исследователи решили проверить, произошли ли какие-либо изменения в иммунном ответе у нокаутных мышей.

Цитофлуориметрия тканей роговицы показала большее количество Т-хелперов, цитотоксических Т-клеток, и других иммунных клеток у iRic+/+ мышей по сравнению с iRic−/−. С помощью реакции сывороточной нейтрализации, ученые также измерили ответ B-клеток, который тоже оказался сильнее у iRic+/+ мышей. Эти результаты позволяют предположить, что у мышей iRic−/− нарушен как клеточный, так и гуморальный иммунный ответ. Исследование цитокинового профиля показало, что у iRic−/− мышей в целом наблюдался более слабый цитокиновый ответ. Типы активированных цитокинов также отличались: у iRic+/+ мышей увеличилась экспрессия провоспалительных цитокинов, тогда как у iRic−/− мышей — противовоспалительных.

mTORC2, в состав которого входит Rictor, поддерживает баланс между выживанием клеток и их апоптозом. Для изучения апоптотического ответа у iRic−/− мышей in vitro ученые изолировали эмбриональные фибробласты мышей (ЭФМ). Авторы показали, что в ЭФМ iRic−/− животных наблюдался повышенный уровень клеток на разных стадиях апоптоза. Анализ профиля апоптотических белков выявил, что в iRic+/+ ЭФМ наблюдалась повышенная экспрессия антиапоптотического белка MCL-1, тогда как в iRic−/− ЭФМ — проапоптотических TNFR1, HSP27 и HIF.

Далее исследователи более точно изучили механизм смерти клеток. Вестерн-блоттинг инфицированных клеток показал, что после фосфорилирования АКТ почти сразу происходило фосфорилирование FoxO3a. То же самое наблюдалось и в линии нервных клеток LUHMES, что позволило выделить mTORC2-Akt-FoxO3a как консервативный путь ответа во время заражения ГВЧ-1. Авторы подтвердили, что потеря Rictor не дает mTORC2 активировать АКТ, что позволяет FoxO3a запустить апоптоз.

Так как потеря Rictor выражается в увеличении смерти клеток при вирусной инфекции, то исследователи предположили, что ингибитор апоптоза может помочь предотвратить летальность от ГВЧ-1 у iRic−/− мышей. Используя панкаспазный ингибитор Z-VAD-FMK, им удалось повысить выживаемость iRic−/− мышей на 15-й день после инфицирования с 20% до 60%.

В совокупности полученные результаты показывают, что mTORC2 участвует в усилении защиты организма против вируса простого герпеса. Авторы полагают, что их результаты позволят предложить новые варианты лечения вирусных заболеваний.

Источник

Suryawanshi R.K., et al. mTORC2 confers neuroprotection and potentiates immunity during virus infection. // Nature Communications 12, 6020 (2021), published online 14 October 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-26260-5
Добавить в избранное

Вам будет интересно