リン酸化されていないISGF3は、ウイルス感染を防ぐためにインターフェロン刺激遺伝子の構成的発現を駆動します

インターフェロン（IFN）刺激遺伝子（ISG）は、IRF9とリン酸化された型のSTAT1およびSTAT2で構成される三粒の転写因子ISGF3の形成を通じてIFNによって誘導される抗ウイルスエフェクターです。しかし、IFN非依存性のISG発現は、不死化細胞株、原発性腸および肝臓のオルガノイド、および肝臓組織で検出可能であることがわかりました。ISGSの構成的発現は、IRF9とリン酸化されていないSTAT1およびSTAT2とともに構成された、リン酸化されていないISGF3（U-ISGF3）複合体によって媒介されました。恒常性条件下では、STAT1、STAT2、およびIRF9が核で発見されました。クロマチン免疫沈降シーケンスデータセットの分析により、STAT1はIFNSがない場合でもISGのプロモーターに特異的に結合していることが明らかになりました。RNA干渉によるSTAT1、STAT2、またはIRF9のノックダウンにより、HUH7.5ヒト肝細胞のさまざまなISGの発現が減少しました。 - / - マウス。さらに、ISG発現の減少には、C型肝炎ウイルスおよびE型肝炎ウイルスの複製の増加が伴いました。逆に、すべてのISGF3成分の同時過剰発現は単一因子ではなく、ISGの発現を誘導し、ウイルス複製を阻害しました。ただし、リン酸化STAT1およびSTAT2は検出されませんでした。リン酸化欠損STAT1変異体は、ISGSおよび抗ウイルス活性のIFN非依存性発現を媒介する際に野生型タンパク質に匹敵し、ISGF3がリン酸化非依存的に機能することを示唆しています。これらのデータは、U-ISGF3複合体が恒常性条件下での構成的ISG発現と抗ウイルス免疫に必要であり、十分であることを示唆しています。

Interferon (IFN)-stimulated genes (ISGs) are antiviral effectors that are induced by IFNs through the formation of a tripartite transcription factor ISGF3, which is composed of IRF9 and phosphorylated forms of STAT1 and STAT2. However, we found that IFN-independent ISG expression was detectable in immortalized cell lines, primary intestinal and liver organoids, and liver tissues. The constitutive expression of ISGs was mediated by the unphosphorylated ISGF3 (U-ISGF3) complex, consisting of IRF9 together with unphosphorylated STAT1 and STAT2. Under homeostatic conditions, STAT1, STAT2, and IRF9 were found in the nucleus. Analysis of a chromatin immunoprecipitation sequencing data set revealed that STAT1 specifically bound to the promoters of ISGs even in the absence of IFNs. Knockdown of STAT1, STAT2, or IRF9 by RNA interference led to the decreased expression of various ISGs in Huh7.5 human liver cells, which was confirmed in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) from STAT1-/-, STAT2-/-, or IRF9-/- mice. Furthermore, decreased ISG expression was accompanied by increased replication of hepatitis C virus and hepatitis E virus. Conversely, simultaneous overexpression of all ISGF3 components, but not any single factor, induced the expression of ISGs and inhibited viral replication; however, no phosphorylated STAT1 and STAT2 were detected. A phosphorylation-deficient STAT1 mutant was comparable to the wild-type protein in mediating the IFN-independent expression of ISGs and antiviral activity, suggesting that ISGF3 works in a phosphorylation-independent manner. These data suggest that the U-ISGF3 complex is both necessary and sufficient for constitutive ISG expression and antiviral immunity under homeostatic conditions.