IRF3

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IRF3(Interferon Regulatory Factor 3,干扰素调节因子3)是 固有免疫 系统中至关重要的 转录因子。它属于 IRF 家族成员,在静息状态下以非活性形式存在于 细胞质 中。当细胞侦测到病毒感染(通过 双链RNA 或胞质 DNA)时,上游的 模式识别受体(如 TLR3cGAS-STING)会激活激酶 TBK1,导致 IRF3 磷酸化。磷酸化的 IRF3 会发生二聚化并进入 细胞核,结合在 DNA 上,启动 I型干扰素(主要是 IFN-β)和一系列 干扰素刺激基因 (ISGs) 的转录,从而建立细胞的抗病毒状态,并促进 树突状细胞 的成熟。

IRF3
干扰素调节因子3 (点击展开)
抗病毒反应的主控开关
分子概况
蛋白家族 IRF 家族 (共9种)
分子量 约 50 kDa
关键激酶 TBK1, IKKε
结合位点 ISRE / IRE
调控网络
上游通路 TRIF, STING, MAVS
核心产物 干扰素-β (IFN-β)
协同因子 NF-κB, IRF7
应用方向 肿瘤疫苗, 佐剂

激活机制:磷酸化的“开关”

IRF3 的激活是一个受到严密调控的多步骤过程。在未感染的细胞中,IRF3 位于细胞质中,处于自抑制的非活性状态。


  • 1. 激酶招募: 当上游接头蛋白(如 TRIFSTING 或 MAVS)被激活后,它们会招募 IKK 相关激酶——TBK1IKKε
  • 2. C端磷酸化: TBK1 对 IRF3 羧基端 (C-terminal) 的特定丝氨酸簇(主要是 Ser386 和 Ser396)进行磷酸化。
  • 3. 二聚化与核转位: 磷酸化改变了 IRF3 的构象,暴露出活性位点,使其形成同源二聚体,并暴露出 核定位信号 (NLS),迅速进入细胞核。
  • 4. 转录启动: IRF3 二聚体结合到靶基因(如 IFNB1)启动子区域的干扰素刺激反应元件 (ISRE),与 CBP/p300 辅激活因子结合,启动转录。

信号枢纽:三大通路的汇聚点

IRF3 是多个 模式识别受体 (PRRs) 信号通路的共同下游效应子,这意味着无论病原体是细菌还是病毒,只要涉及核酸识别,IRF3 都是必经之路。

识别对象 上游受体/接头 机制描述
胞外/内体 RNA TLR3 / TRIF TLR3 识别 dsRNA,招募 TRIF,激活 TBK1-IRF3。
胞质 RNA RIG-I / MAVS RIG-I 识别病毒 RNA,在 线粒体外膜 聚合 MAVS,激活 IRF3。
胞质 DNA cGAS / STING cGAS 合成 cGAMP,激活 STING,STING 招募并磷酸化 IRF3。这是目前肿瘤免疫的热点通路。

临床意义:从抗病毒到抗肿瘤

IRF3 不仅是抗病毒的先锋,也是连接固有免疫与适应性免疫的桥梁,在 癌症疫苗 和免疫治疗中扮演核心角色。

  • 肿瘤微环境重塑: 激活肿瘤内的 IRF3 通路(如使用 STING 激动剂)可以诱导 I 型干扰素产生,促进 树突状细胞 (DC) 交叉呈递肿瘤抗原,从而招募并激活 CD8+ T细胞。这是将“冷肿瘤”变为“热肿瘤”的关键策略。
  • 疫苗佐剂: 许多新型 佐剂(如 Poly I:C, CpG)的机制就是通过 TLR 或 cGAS 途径强效激活 IRF3,从而增强疫苗的免疫原性。
  • 单纯疱疹脑炎: 人类 IRF3 基因的功能缺失突变会导致对单纯疱疹病毒 (HSV-1) 极度易感,引发严重的脑炎,证明 IRF3 是中枢神经系统抗病毒免疫的绝对依赖因子。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Sato M, et al. (2000). Distinct and essential roles of transcription factors IRF-3 and IRF-7 in response to viruses for IFN-alpha/beta gene induction. Immunity.
[点评]:经典论文。区分了 IRF3(早期、泛表达)和 IRF7(晚期、诱导型)在干扰素产生中的不同分工。

[2] Fitzgerald KA, et al. (2003). IKKepsilon and TBK1 are essential components of the IRF3 signaling pathway. Nature Immunology.
[点评]:确定了 TBK1 和 IKKε 是负责磷酸化 IRF3 的上游激酶,补全了信号通路的关键一环。

[3] Chen Q, Sun L, Chen ZJ. (2016). Regulation and function of the cGAS-STING pathway of cytosolic DNA sensing. Nature Immunology.
[点评]:陈志坚教授团队的综述,详细阐述了 cGAS-STING-IRF3 轴在抗病毒和肿瘤免疫中的核心地位。

           IRF3 信号网络 · 知识图谱
上级系统 固有免疫转录调控 • 抗病毒免疫
上游激酶 TBK1IKKε
下游产物 IFN-βCXCL10ISG15