ABSTRACT

Mitochondria respond to many cellular functions and act as central hubs in innate immunity against viruses. This response is notably due to their role in the activation of interferon (IFN) signaling pathways through the activity of MAVS (mitochondrial antiviral signaling protein) present at the mitochondrial surface. Here, we report that the BHRF1 protein, a BCL2 homolog encoded by Epstein-Barr virus (EBV), inhibits IFNB/IFN-β induction by targeting the mitochondria. Indeed, we have demonstrated that BHRF1 expression modifies mitochondrial dynamics and stimulates DNM1L/Drp1-mediated mitochondrial fission. Concomitantly, we have shown that BHRF1 is pro-autophagic because it stimulates the autophagic flux by interacting with BECN1/Beclin 1. In response to the BHRF1-induced mitochondrial fission and macroautophagy/autophagy stimulation, BHRF1 drives mitochondrial network reorganization to form juxtanuclear mitochondrial aggregates known as mito-aggresomes. Mitophagy is a cellular process, which can specifically sequester and degrade mitochondria. Our confocal studies uncovered that numerous mitochondria are present in autophagosomes and acidic compartments using BHRF1-expressing cells. Moreover, mito-aggresome formation allows the induction of mitophagy and the accumulation of PINK1 at the mitochondria. As BHRF1 modulates the mitochondrial fate, we explored the effect of BHRF1 on innate immunity and showed that BHRF1 expression could prevent IFNB induction. Indeed, BHRF1 inhibits the IFNB promoter activation and blocks the nuclear translocation of IRF3 (interferon regulatory factor 3). Thus, we concluded that BHRF1 can counteract innate immunity activation by inducing fission of the mitochondria to facilitate their sequestration in mitophagosomes for degradation.

Abbreviations: 3-MA: 3-methyladenine; ACTB: actin beta; BCL2: BCL2 apoptosis regulator; CARD: caspase recruitment domain; CCCP: carbonyl cyanide 3-chlorophenylhydrazone; CI: compaction index; CQ: chloroquine; DAPI: 4ʹ,6-diamidino-2-phenylindole, dihydrochloride; DDX58/RIG-I: DExD/H-box helicase 58; DNM1L/Drp1: dynamin 1 like; EBSS: Earle’s balanced salt solution; EBV: Epstein-Barr virus; ER: endoplasmic reticulum; EV: empty vector; GFP: green fluorescent protein; HEK: human embryonic kidney; IFN: interferon; IgG: immunoglobulin G; IRF3: interferon regulatory factor 3; LDHA: lactate dehydrogenase A; MAP1LC3/LC3: microtubule associated protein 1 light chain 3; MAVS: mitochondrial antiviral signaling protein; MMP: mitochondrial membrane potential; MOM: mitochondrial outer membrane; PINK1: PTEN induced kinase 1; RFP: red fluorescent protein; ROS: reactive oxygen species; SQSTM1/p62: sequestosome 1; STING1: stimulator of interferon response cGAMP interactor 1; TOMM20: translocase of outer mitochondrial membrane 20; VDAC: voltage dependent anion channel.

摘要

线粒体对许多细胞功能有反应，并在针对病毒的先天免疫中充当中心枢纽。这种反应主要是由于它们通过存在于线粒体表面的 MAVS（线粒体抗病毒信号蛋白）的活性在激活干扰素 (IFN) 信号通路中发挥作用。在这里，我们报告 BHRF1 蛋白，一种由 Epstein-Barr 病毒（EBV）编码的 BCL2 同源物，通过靶向线粒体抑制 IFNB/IFN-β 诱导。事实上，我们已经证明 BHRF1 表达改变线粒体动力学并刺激 DNM1L/Drp1 介导的线粒体裂变。同时，我们已经证明 BHRF1 是促自噬的，因为它通过与 BECN1/Beclin 1 相互作用来刺激自噬通量。 为了响应 BHRF1 诱导的线粒体裂变和巨自噬/自噬刺激，BHRF1 驱动线粒体网络重组以形成称为 mito-aggresomes 的核旁线粒体聚集体。线粒体自噬是一种细胞过程，可以特异性地隔离和降解线粒体。我们的共聚焦研究发现，在使用 BHRF1 表达细胞的自噬体和酸性区室中存在大量线粒体。此外，mito-aggresome 的形成允许诱导 mitophagy 和 PINK1 在线粒体中的积累。由于 BHRF1 调节线粒体命运，我们探索了 BHRF1 对先天免疫的影响，并表明 BHRF1 表达可以阻止 IFNB 诱导。事实上，BHRF1 抑制 我们的共聚焦研究发现，在使用 BHRF1 表达细胞的自噬体和酸性区室中存在大量线粒体。此外，mito-aggresome 的形成允许诱导 mitophagy 和 PINK1 在线粒体中的积累。由于 BHRF1 调节线粒体命运，我们探索了 BHRF1 对先天免疫的影响，并表明 BHRF1 表达可以阻止 IFNB 诱导。事实上，BHRF1 抑制 我们的共聚焦研究发现，在使用 BHRF1 表达细胞的自噬体和酸性区室中存在大量线粒体。此外，mito-aggresome 的形成允许诱导 mitophagy 和 PINK1 在线粒体中的积累。由于 BHRF1 调节线粒体命运，我们探索了 BHRF1 对先天免疫的影响，并表明 BHRF1 表达可以阻止 IFNB 诱导。事实上，BHRF1 抑制 我们探讨了 BHRF1 对先天免疫的影响，并表明 BHRF1 的表达可以阻止 IFNB 的诱导。事实上，BHRF1 抑制 我们探讨了 BHRF1 对先天免疫的影响，并表明 BHRF1 的表达可以阻止 IFNB 的诱导。事实上，BHRF1 抑制IFNB启动子激活并阻止 IRF3（干扰素调节因子 3）的核转位。因此，我们得出结论，BHRF1 可以通过诱导线粒体裂变来促进它们在线粒体中的隔离以进行降解来抵消先天免疫激活。

缩写：3-MA：3-甲基腺嘌呤；ACTB：肌动蛋白β；BCL2：BCL2 凋亡调节剂；CARD：caspase招募域；CCCP：羰基氰3-氯苯腙；CI：压实指数；CQ：氯喹；DAPI：4ʹ,6-二脒基-2-苯基吲哚，二盐酸盐；DDX58/RIG-I：DExD/H-box 解旋酶 58；DNM1L/Drp1：动力1像；EBSS：厄尔平衡盐溶液；EBV：爱泼斯坦-巴尔病毒；ER：内质网；EV：空向量；GFP：绿色荧光蛋白；HEK：人胚肾；干扰素：干扰素；IgG：免疫球蛋白G；IRF3：干扰素调节因子3；LDHA：乳酸脱氢酶A；MAP1LC3/LC3：微管相关蛋白1轻链3；MAVS：线粒体抗病毒信号蛋白；MMP：线粒体膜电位；MOM：线粒体外膜；PINK1：PTEN 诱导激酶 1；RFP：红色荧光蛋白；罗斯：活性氧；SQSTM1/p62：sequestosome 1；STING1：干扰素反应刺激因子 cGAMP 相互作用因子 1；TOMM20：线粒体外膜20的转位酶；VDAC：电压依赖性阴离子通道。