劉 誠，趙倩楠，李曉泉，李曉寧，梁晶晶，張 珂，應(yīng) 雪，羅廷榮＊

（廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530004；2.亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧530004）

干擾素刺激基因15蛋白（interferon-stimulated gene 15，ISG15）是一種類泛素蛋白，分子質(zhì)量約為17ku，可在干擾素刺激下由isg15基因編碼產(chǎn)生。其不僅在序列、結(jié)構(gòu)上與泛素類似，而且在功能上也同泛素一樣，可通過酶級聯(lián)反應(yīng)共價修飾靶蛋白。

1 ISG15的結(jié)構(gòu)

ISG15具備2個前后串聯(lián)的類泛素功能域，可與泛素的特異性抗體發(fā)生交叉反應(yīng)，因此被稱為泛素交叉反應(yīng)蛋白（ubiquitin cross-reaction protein，UCRP）。通過分析氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)ISG15由2個類泛素小亞基通過鉸鏈區(qū)連接組成，其中N端和C端功能域分別與泛素具有33%和32%的氨基酸同源性，并且C末端具有一個高度保守的基序“Leu Arg Leu Arg Gly Gly（LRLRGG）”，該雙甘氨酸序列為泛素或類泛素修飾蛋白結(jié)合靶蛋白的核心序列，對于共價修飾靶蛋白是必需的［1］。ISG15最初以前體蛋白的形式表達(dá)，經(jīng)蛋白酶作用切除C端延伸后，暴露雙甘氨酸序列，成為具有生物活性的成熟蛋白形式。ISG15的2個功能域在類泛素修飾過程中分別發(fā)揮著不同作用。其中，C端功能域可與類泛素E1激活酶和類泛素E2結(jié)合酶依次結(jié)合，而N端功能域則保障ISG15在類泛素E3連接酶介導(dǎo)作用下轉(zhuǎn)移至靶蛋白。

2 ISG15的類泛素修飾系統(tǒng)

ISG15類泛素修飾系統(tǒng)與泛素-蛋白酶體系統(tǒng)類似，同樣是一系列酶級聯(lián)反應(yīng)，可分為兩個階段。其中，ISG15通過雙甘氨酸序列與靶蛋白結(jié)合，并進(jìn)行共價修飾的過程被稱為ISG化（ISGylation）；將ISG15從靶蛋白上移除的過程被稱為去ISG化（deISGylation）。

參與ISG化過程的酶類包括類泛素E1激活酶、類泛素E2結(jié)合酶和類泛素E3連接酶，而進(jìn)行去ISG化則為一系列解聚酶。經(jīng)研究鑒定，UBE1L是類泛素E1激活酶，UBCH6和UBCH8是類泛素E2結(jié)合酶，EPF、HERC5和TRIM25是類泛素E3連接酶，UBP43（USP18/ISG43）、USP2、USP5、USP13 和USP14是解聚酶。目前僅有UBE1L這種類泛素E1激活酶被認(rèn)為是ISG15類泛素修飾系統(tǒng)所特有的，其他的酶類均與泛素-蛋白酶體系統(tǒng)通用。

ISG15類泛素修飾系統(tǒng)中所有的酶類均可由干擾素刺激產(chǎn)生，同時囊括了這一可逆性反應(yīng)的兩個方面，說明在固有免疫反應(yīng)過程中ISG15結(jié)合靶蛋白的水平處于動態(tài)平衡。

病毒或細(xì)菌感染可以促使蛋白酶加工ISG15前體蛋白，將其C端延伸切除并暴露雙甘氨酸序列形成ISG15成熟蛋白形式；之后，類泛素E1激活酶的半胱氨酸活化位點(diǎn)與ISG15的C端形成高能硫脂鍵，這一階段需要ATP提供能量；被激活的ISG15隨后通過轉(zhuǎn)酯作用轉(zhuǎn)移至類泛素E2結(jié)合酶上，同樣以其C端與類泛素E2結(jié)合酶的半胱氨酸活化位點(diǎn)形成高能硫脂鍵；最后，在類泛素E3連接酶的輔助下，ISG15利用C端雙甘氨酸的羧基與靶蛋白賴氨酸的ε-氨基形成異肽鍵，完成靶蛋白的ISG化修飾［2］。此外，ISG15解聚酶可將ISG15從被修飾的靶蛋白上移除，對ISG15進(jìn)行循環(huán)利用，以平衡機(jī)體內(nèi)ISG15偶聯(lián)細(xì)胞蛋白的數(shù)量。

ISG15類泛素修飾并不介導(dǎo)蛋白降解，而是發(fā)揮生理信號功能，與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白質(zhì)翻譯以及機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)等生理過程有著密切聯(lián)系。這一特點(diǎn)與蛋白K63型泛素化修飾相似，并且明顯區(qū)別于蛋白K48型泛素化修飾，后者修飾的靶蛋白具有以K48位連接的泛素鏈，可被蛋白酶體識別并降解。

3 ISG15的抗病毒活性

在研究辛德畢斯病毒（Sindbis virus，SV）感染時首次觀測到ISG15的抗病毒活性，結(jié)果表明干擾素刺激基因蛋白在該病毒感染過程中發(fā)揮重要作用［3］。通過對辛德畢斯病毒進(jìn)行改造，可獲得表達(dá)不同干擾素刺激基因的多個重組辛德畢斯病毒，利用其感染IFNAR-/-的小鼠后，測定這些重組辛德畢斯病毒的殺傷力，以此評價不同干擾素刺激基因的抗病毒活性。相比之下，表達(dá)ISG15的重組辛德畢斯病毒不僅可以抑制病毒，而且能夠保護(hù)小鼠免受病毒殺傷。之后，關(guān)于ISG15抗病毒活性的報道層出不窮，通過利用ISG15過表達(dá)或基因沉默技術(shù)，發(fā)現(xiàn)ISG15在多種病毒感染過程中發(fā)揮重要作用。大量研究證明，流感病毒（Influenza virus，IV）、牛痘病毒（Vaccinia virus，VV）、水皰性口炎病毒（Vesicular stomatitis virus，VSV）、仙臺病毒（Sendai virus，SeV）、日本腦炎病毒（Japanese encephalitis virus，JEV）、新城疫病毒（Newcastle disease virus，NDV）、禽類造肉瘤-白細(xì)胞增生病毒（Avian sarcoma leukosis virus，ASLV）、人乳頭狀瘤病毒（Human papilloma virus，HPV）、人類免疫缺陷病毒1型（Human immunodeficiency virus 1，HIV-1）、埃博拉病毒樣顆粒（Ebola virus-like particles）、登革病毒（Dengue virus，DV）和西尼羅河病毒（West Nile virus，WNV）均可被ISG15體外適度抑制［4-7］。

相對于體外試驗(yàn)而言，體內(nèi)試驗(yàn)更能正確反映動物機(jī)體的生理和病理狀態(tài)。因此，許多試驗(yàn)采用缺乏ISG15的基因小鼠作為研究模型，以確認(rèn)其抗病毒活性。ISG15-/-小鼠比野生型小鼠對辛德畢斯病毒感染所造成的殺傷性更為敏感。如果感染的重組辛德畢斯病毒能夠表達(dá)野生型ISG15，則可以降低病毒對ISG15-/-小鼠的殺傷性；當(dāng)重組病毒所表達(dá)的ISG15在C末端雙甘氨酸基序發(fā)生突變，甘氨酸被丙氨酸所替代，ISG15突變體喪失結(jié)合靶蛋白能力時，ISG15-/-小鼠同樣更為容易感染辛德畢斯病毒。以上研究結(jié)果表明，ISG15抗辛德畢斯病毒的活性依賴于其結(jié)合靶蛋白的能力［8］。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，UBE1L-/-小鼠也較野生型小鼠對辛德畢斯病毒感染更為敏感，證實(shí)ISG15的保護(hù)力取決于其對靶蛋白的類泛素修飾［9］。

ISG15-/-小鼠感染甲型流感病毒（Influenza A virus，IAV）和乙型流感病毒（Influenza B virus，IBV）后，同樣可以觀察到比野生型小鼠更高的病死率［10］。野生型小鼠感染乙型流感病毒后，僅為最低程度的體重減輕或其他臨床癥狀，并且在整個感染過程中，病毒載體均處于非常低的水平。與之相反，ISG15-/-小鼠出現(xiàn)顯著的體重減輕，感染后期的病毒載體高于野生型小鼠的1 000倍以上。以上試驗(yàn)結(jié)果適用于乙型流感病毒小鼠適應(yīng)毒株Lee/40和非小鼠適應(yīng)毒株Yamagata/88，表明ISG15可能導(dǎo)致乙型流感病毒僅能感染有限物種。乙型流感病毒感染UBE1L-/-小鼠后，表現(xiàn)出較野生型小鼠更強(qiáng)的殺傷性和更多的血液病毒含量，說明ISG15針對乙型流感病毒所提供的保護(hù)力依賴于其類泛素修飾系統(tǒng)發(fā)揮作用。

以辛德畢斯病毒和流感病毒為研究對象的試驗(yàn)初步確定了ISG15具備體內(nèi)抗病毒活性。此后，更多的研究證實(shí)ISG15同樣可以針對其他病毒提供保護(hù)力，例 如，基 孔 肯 雅 病 毒 （Chikungunya virus，CHIKV）、單純皰疹病毒1型（Herpes simplex virus 1，HSV-1）、γ皰疹病毒68型（Gamma herpes virus 68）和牛痘病毒。雖然ISG15能夠影響多種病毒，但并不意味著ISG15-/-小鼠對所有病毒的易感性都會增加，例如，淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒（Lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）、水皰性口炎病毒和西尼羅河病毒［11-12］。自從ISG15發(fā)現(xiàn)以來，大量的研究均著眼于ISG15的類泛素修飾。關(guān)于辛德畢斯病毒和乙型流感病毒的前期研究，表明ISG15的抗病毒活性與其類泛素修飾靶蛋白的能力相關(guān)，說明ISG化過程對于宿主對抗病毒十分重要。但是，近期有報道稱相對野生型小鼠而言，ISG15-/-小鼠和UBE1L-/-小鼠可對基孔肯雅病毒表現(xiàn)出相似的易感性，說明ISG15在病毒感染過程中可能發(fā)揮某些不依賴于類泛素修飾系統(tǒng)的作用。相似的研究結(jié)果同樣發(fā)生在羅斯河病毒（Ross River virus，RRV）上。

各種體內(nèi)和體外試驗(yàn)證明ISG15可針對多種病毒發(fā)揮抗病毒活性，包括逆轉(zhuǎn)錄酶病毒（人類免疫缺陷病毒1型、禽類造肉瘤-白細(xì)胞增生病毒）、大DNA病毒（牛痘病毒、單純性皰疹病毒1型）、正鏈RNA病毒（辛德畢斯病毒）和負(fù)鏈RNA病毒（甲型流感病毒）等［13-14］。因此，ISG15發(fā)揮其抗病毒活性的機(jī)制同樣可能是多種多樣。

4 ISG15的生物活性機(jī)制

4.1 抑制病毒釋放

關(guān)于人類免疫缺陷病毒1型、禽類造肉瘤-白細(xì)胞增生病毒和埃博拉病毒（Ebola virus，EBV）的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，ISG15能夠影響這些病毒生命周期中的釋放階段［15］。盡管ISG15實(shí)現(xiàn)其抗病毒效應(yīng)均是通過抑制這些病毒釋放，但是在其中所運(yùn)用的機(jī)制卻并不相同。ISG15通過阻斷HIV-1Gag蛋白的泛素化，抑制Gag蛋白與Tsg101蛋白之間的相互作用，從而干擾HIV-1的出芽釋放［16］。進(jìn)一步研究表明，HERC5涉及ISG15類泛素修飾抑制HIV-1出芽釋放的過程。與之前的研究不同，該試驗(yàn)證明在HIV-1Gag蛋白ISG化的過程中是由HERC5充當(dāng)類泛素E3連接酶的。同時，缺乏HERC5輔助的ISG15過表達(dá)將造成Gag蛋白在細(xì)胞質(zhì)中聚集，而在HERC5與ISG15共表達(dá)的情況下，Gag蛋白會聚集在細(xì)胞膜上［17］。以上研究結(jié)果表明ISG15的單體與其類泛素修飾系統(tǒng)可能通過兩個不同的機(jī)制發(fā)揮抗HIV-1的作用。

ISG15同樣可以通過相似的機(jī)理抑制埃博拉病毒樣顆粒。單獨(dú)表達(dá)埃博拉病毒的基質(zhì)蛋白VP40，可形成VP40病毒樣顆粒，并利用泛素E3連接酶Nedd4進(jìn)行出芽釋放。研究發(fā)現(xiàn)ISG15與VP40共表達(dá)能夠降低Nedd4連接酶的活性，阻斷VP40的泛素化，從而抑制VP40病毒樣顆粒的釋放［18］。同HIV-1的研究類似，單獨(dú)過表達(dá)ISG15同樣可以破壞制埃博拉病毒樣顆粒的釋放，說明單體形式的ISG15也可能具備抑制Nedd4連接酶活性的能力。Malakhova等研究證明，純化的ISG15能夠阻斷泛素E2結(jié)合酶與Nedd4連接，阻止泛素轉(zhuǎn)移至Nedd4的半胱氨酸殘基上。根據(jù)EBV和HIV-1的研究結(jié)果可提出一個新穎的觀點(diǎn)，即ISG15通過結(jié)合靶蛋白的泛素相互作用域或與泛素E2結(jié)合酶、E3連接酶形成硫酯鍵的方式，與泛素化修飾競爭，干擾由泛素介導(dǎo)的調(diào)控作用。此外，ISG15與UBC13賴氨酸殘基的結(jié)合也能夠抑制UBC13作為泛素E2結(jié)合酶的生物活性。因此，競爭靶蛋白的賴氨酸殘基可能是ISG15對抗泛素化修飾的另一機(jī)制。

禽類造肉瘤-白細(xì)胞增生病毒的研究結(jié)果則揭示了ISG15抑制病毒出芽的另一種機(jī)制［19］。ASLV的出芽釋放依賴于Gag蛋白與Nedd4結(jié)合。雖然ISG15同樣可以抑制ASLV病毒樣顆粒的釋放，但在此過程中并不干擾Gag蛋白與Nedd4的相互作用。前人根據(jù)HIV-1的研究結(jié)果推測，ISG15或許是通過擾亂內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物（endosomal sorting complexes required for transport，ESCRT）通路的前期階段實(shí)現(xiàn)其抗病毒活性的。研究者將HIV-1或者ASLV的Gag蛋白與ESCRT通路組成蛋白進(jìn)行融合表達(dá)后，病毒樣顆粒得以繞開ESCRT通路的前期階段進(jìn)行釋放。Pincetic等的研究發(fā)現(xiàn)，ISG15通過對極性多泡體蛋白（charged multivesicular body protein，CHMP）5進(jìn)行類泛素修飾，阻礙ESCRT通路中AAA類ATP酶家族成員Vps4的募集，從而抑制病毒樣顆粒釋放。

LCMV和HSV-1雖被證實(shí)可以利用ESCRT通路進(jìn)行出芽釋放，但是ISG15無法影響LCMV的致病機(jī)理或抑制HSV-1的復(fù)制，說明LCMV和HSV-1能夠干擾ISG15對ESCRT通路的調(diào)控。為了更準(zhǔn)確地了解ISG15抑制病毒釋放的機(jī)制，確定ISG15調(diào)控ESCRT通路的方式是否僅針對于某些特定病毒，或者只是ISG15在膜泡運(yùn)輸方面發(fā)揮作用的某個現(xiàn)象，仍需進(jìn)行深入研究。

4.2類泛素修飾病毒蛋白

重組辛德畢斯病毒的研究證明ISG15作為一類抗病毒分子，可在受病毒感染的細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮生物活性。沉默人體細(xì)胞中的isg15基因?qū)⒋龠M(jìn)甲型流感病毒的復(fù)制，說明ISG15可以直接抑制病毒復(fù)制，由此引發(fā)了探索ISG15類泛素修飾病毒蛋白可能性的后續(xù)研究［20］?，F(xiàn)有證據(jù)表明，某些病毒蛋白的確是ISG15類泛素修飾的靶蛋白，對其進(jìn)行ISG化修飾可抑制病毒復(fù)制，屬于Ⅰ型干擾素抗病毒效應(yīng)的一部分。

第一個被發(fā)現(xiàn)可作為ISG15類泛素修飾靶蛋白的病毒蛋白是甲型流感病毒的NS1蛋白［21-22］。研究證明，甲型流感病毒的NS1蛋白通過HERC5進(jìn)行類泛素修飾后，會產(chǎn)生不同的功能效應(yīng)。Zhao等發(fā)現(xiàn)ISG15對NS1蛋白的共價修飾可發(fā)生在多個賴氨酸殘基位點(diǎn)上，而K41是NS1蛋白主要的類泛素修飾位點(diǎn)。對這一位點(diǎn)的修飾雖然不會影響NS1蛋白與雙鏈RNA結(jié)合的能力，但是可以抑制其與輸入蛋白α的相互作用，阻止NS1蛋白轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)。若將甲型流感病毒NS1蛋白的K41位點(diǎn)突變?yōu)楸彼?，則會降低NS1蛋白的類泛素修飾水平，削弱干擾素對病毒復(fù)制的抑制作用。ISG化的NS1蛋白不能與雙鏈RNA依賴性蛋白激酶的N端、NS1蛋白的RNA結(jié)合域、U6小核RNA（small nuclear RNA，snRNA）和雙鏈RNA相互作用。在功能層面上，NS1蛋白的類泛素修飾可以降低其抑制干擾素刺激基因誘導(dǎo)表達(dá)的能力，將導(dǎo)致甲型流感病毒更容易受到抗病毒反應(yīng)的影響。以上兩項(xiàng)研究雖然由于采用了不同毒株而具有不同的發(fā)現(xiàn)，但是都進(jìn)一步驗(yàn)證了ISG15可以通過直接修飾病毒蛋白抑制病毒復(fù)制的假設(shè)。

人乳頭狀瘤病毒的衣殼蛋白同樣被證實(shí)是ISG15類泛素修飾的靶蛋白。使用HPV假病毒封裝系統(tǒng)證明，ISG15類泛素修飾系統(tǒng)的表達(dá)將導(dǎo)致HPV衣殼蛋白的ISG化，造成病毒釋放數(shù)量下降和感染性減弱。如果ISG化的衣殼蛋白參與組成病毒顆粒，將會造成病毒衣殼的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)改變。因此，可推測出一種假設(shè)，即衣殼結(jié)構(gòu)的改變會抑制病毒的感染性。HIV-1的Gag蛋白可通過HERC5被ISG15類泛素修飾。證明在病毒蛋白進(jìn)行ISG化修飾與病毒復(fù)制受到抑制之間存在直接的因果關(guān)系。以上的試驗(yàn)結(jié)果均能夠有助于解釋ISG15類泛素修飾靶蛋白的某一位點(diǎn)是如何對病毒產(chǎn)生巨大的下游效應(yīng)的。

4.3 類泛素修飾宿主蛋白

自從發(fā)現(xiàn)ISG15類泛素修飾可靶向新翻譯的蛋白后，研究者就預(yù)測在干擾素刺激基因表達(dá)產(chǎn)物中存在著大量的靶蛋白。在第1個高通量鑒別ISG化蛋白的研究中發(fā)現(xiàn)，人類胸腺組織細(xì)胞的Jak1和STAT 1可被ISG15類泛素修飾。隨后進(jìn)行的蛋白質(zhì)組學(xué)研究確定大量的干擾素刺激基因表達(dá)產(chǎn)物可作為ISG15共價修飾的靶蛋白，其中包括3種抗病毒效應(yīng)分子，即干擾素調(diào)控因子3（IRF3）、視黃酸（維甲酸）誘導(dǎo)基因蛋白1（retinoic acid inducible gene 1，RIG-1）和雙鏈RNA依賴性蛋白激酶（PKR）。

IRF3的ISG15類泛素修飾有助于其穩(wěn)定激活，并正向調(diào)控Ⅰ型干擾素反應(yīng)［23］。研究證明，仙臺病毒的感染可以促使ISG15通過HERC5在IRF3的多個賴氨酸殘基上進(jìn)行ISG化修飾。經(jīng)過類泛素修飾的IRF3可以阻斷與PIN1的相互作用，避免其在被泛素化修飾后降解，從而加強(qiáng)干擾素反應(yīng)。

將ISG15、UBE1L和UBCH8的表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染至COS-7細(xì)胞中，可發(fā)現(xiàn)RIG-1被ISG15類泛素修飾。過表達(dá)ISG15類泛素修飾系統(tǒng)可以不經(jīng)由蛋白酶體介導(dǎo)而造成未ISG化的RIG-1減少，然而這種現(xiàn)象在UBE1L-/-小鼠胚胎成纖維細(xì)胞中卻沒有發(fā)現(xiàn)，暗示RIG-1的減少是由ISG15類泛素修飾介導(dǎo)的。遺憾的是，該研究并沒有鑒定或突變ISG15的修飾位點(diǎn)，所以無法排除其他蛋白ISG化修飾后間接造成RIG-1蛋白水平下降的可能性。研究發(fā)現(xiàn)，RIG-1的減少會減弱針對新城疫病毒的干擾素反應(yīng)。因此，無論RIG-1蛋白水平下降是何種蛋白共價修飾的結(jié)果，以上研究都說明ISG15并不總是引發(fā)更強(qiáng)烈的干擾素反應(yīng)，而是在某些情況下調(diào)控干擾素反應(yīng)至合適的強(qiáng)度。

蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果表明，雙鏈RNA依賴性蛋白激酶同樣是ISG15類泛素修飾的靶蛋白［24］。PKR能夠在細(xì)胞受到干擾素或脂多糖刺激后被ISG15共價修飾，而突變分析則揭示了PKR的類泛素修飾位點(diǎn)在于K69和K159［25］。在不存在病毒RNA的情況下，肺成纖維細(xì)胞中的PKR同樣可以通過ISG15激活；如果PKR的K69和K159全部突變?yōu)榫彼?，則獲得的突變體將無法進(jìn)行ISG化修飾，同時也會喪失基本激活能力，說明這種不依賴于RNA的激活作用是由ISG15類泛素修飾PKR造成的。當(dāng)ISG15在PKR的N端融合表達(dá)時，增強(qiáng)的PKR激活作用使eIF2α的磷酸化水平上升，從而全面抑制蛋白質(zhì)合成。以上研究結(jié)果表明，ISG15可能在病毒感染之前就已經(jīng)對蛋白質(zhì)翻譯過程產(chǎn)生了廣泛影響。

探索由ISG15介導(dǎo)的抗病毒效應(yīng)分子調(diào)控機(jī)理固然重要，但也需要關(guān)注其他蛋白類泛素修飾后對病毒復(fù)制和致病機(jī)理所造成的影響。例如，CHMP5的ISG化修飾可抑制HIV-1的出芽釋放。細(xì)絲蛋白B同交聯(lián)肌動蛋白細(xì)絲一樣，可以作為Jun氨基末端激酶（jun N-terminal kinase，JNK）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的支架蛋白。ISG15能通過修飾細(xì)絲蛋白B破壞其結(jié)合RAC-1、MEKK1和MEKK 4的能力，從而調(diào)控干擾素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。共表達(dá)UBCH8和細(xì)絲蛋白B將導(dǎo)致兩者在富含肌動蛋白的膜褶皺（actin-rich membrane ruffles）里發(fā)生共定位現(xiàn)象。雖然僅有少數(shù)細(xì)絲蛋白B被ISG15類泛素修飾，但是ISG15化的細(xì)絲蛋白B在膜褶皺這一局部微環(huán)境中的含量可能會相當(dāng)高。這也就解釋了為什么看似含量非常少的ISG化的細(xì)絲蛋白B可以對JNK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路產(chǎn)生如此大的影響［26］。

4.4 ISG15單體的生物學(xué)功能

ISG15除了具有共價結(jié)合的形式外，還可通過單體形式存在于細(xì)胞內(nèi)外。近期的研究結(jié)果表明，單體形式的ISG15可在人或鼠類應(yīng)對感染時發(fā)揮重要作用。采用體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)，ISG15單體可在機(jī)體感染過程中發(fā)揮生物學(xué)相關(guān)功能。ISG15-/-初生小鼠對基孔肯雅病毒高度易感，然而在UBE1L-/-小鼠卻沒有發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，說明ISG15單體足以保護(hù)小鼠免受CHIKV的感染。

ISG15長期以來被認(rèn)為具有細(xì)胞因子樣生物活性。雖然ISG15自身沒有用于釋放的典型信號肽，但是干擾素體外刺激T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞和上皮細(xì)胞后均可發(fā)現(xiàn)ISG15釋放。而釋放到細(xì)胞外的ISG15可促進(jìn)外周血液淋巴細(xì)胞中的自然殺傷細(xì)胞特異性增殖。重組ISG15通過刺激CD3＋T淋巴細(xì)胞分泌IFN-γ，從而促進(jìn)自然殺傷細(xì)胞增殖，并提高其細(xì)胞毒性作用［27］。

除此之外，ISG15單體還可作為中性粒細(xì)胞的趨化因子。研究發(fā)現(xiàn)，在感染鼠瘧疾和瘧原蟲的紅細(xì)胞中存在ISG15，其能夠顯著增加中性粒細(xì)胞的趨化活性，并誘導(dǎo)釋放嗜酸性粒細(xì)胞的趨化因子。

5 結(jié)論與展望

ISG15作為固有免疫中的一類重要分子，可在動物機(jī)體抗病毒效應(yīng)方面發(fā)揮重要作用。目前已證明ISG15可針對多種病毒發(fā)揮抗病毒活性，包括逆轉(zhuǎn)錄酶病毒、大DNA病毒、正鏈RNA病毒和負(fù)鏈RNA病毒等。雖然針對各種病毒的具體機(jī)制并不相同，但是大體可分為四類：一是抑制HIV-1等病毒釋放；二是類泛素修飾NS1等病毒蛋白；三是共價修飾IRF3等宿主蛋白；四是釋放單體至細(xì)胞外，發(fā)揮其生物學(xué)功能。

對于ISG15及其類泛素修飾系統(tǒng)的研究尚處于起步階段，仍存在大量問題需要進(jìn)一步研究，尤其是病毒與蛋白之間的相互作用關(guān)系。鑒定ISG15共價修飾的靶蛋白、分析類泛素修飾對靶蛋白生物學(xué)特性的影響、探索ISG15針對特定病毒的具體分子機(jī)理等將是未來的研究方向。深入了解ISG15的生物學(xué)功能及其分子機(jī)理，將使我們更全面地了解動物機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)功能，為研制病毒疫苗和抗病毒藥物提供理論基礎(chǔ)。

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