为明确 Ku-RNA 相互作用在野生型细胞中的生理作用及 Ku 在人类细胞中必要性,研究发现 Ku 缺失通过 dsRNA 传感器 MDA5/RIG-I 和 MAVS 诱导 IFN 及 NF-κB 信号,其与灵长类 Alu 元件扩增密切相关,揭示 Ku 对灵长类适应 Alu 扩增的重要性。
Nature
Ku70 和 Ku80 组成 Ku 复合体,其作为环形复合物启动非同源末端连接(NHEJ)DNA 修复通路。Ku 可结合双链 DNA(dsDNA)末端并招募 LIG4、DNA-PKcs 等其他 NHEJ 因子。尽管 Ku 能结合双链 RNA(dsRNA)并将突变型 DNA-PKcs 捕获在核糖体 RNA(rRNA)上,但在野生型细胞中 Ku-RNA 相互作用的生理作用尚不明确。有趣的是,Ku 对小鼠发育并非必需,但在人类细胞中却是必需的。尽管基因组大小相似,人类细胞表达的 Ku 量约为小鼠细胞的 100 倍,这暗示其功能可能超出 NHEJ,或许通过与 dsRNA 的剂量敏感性相互作用实现,而 dsRNA 与 Ku 的结合力比 dsDNA 弱 10-100 倍。在研究 Ku 在人类细胞中的必要性时发现,与 LIG4 不同,Ku 缺失会通过 dsRNA 传感器 MDA5/RIG-I 和 MAVS 显著诱导干扰素(IFN)和 NF-κB 信号传导。长时间的 Ku 降解还会激活其他 dsRNA 传感器,尤其是抑制翻译的 PKR 和切割 rRNA 的 OAS/RNaseL,导致生长停滞和细胞死亡。MAVS、RIG-I 或 MDA5 敲除可抑制 IFN 信号,且与 PKR 敲除一样,都能部分拯救 Ku 缺失的人类细胞。Ku 的免疫共沉淀交联免疫印迹(irCLIP)分析显示,Ku 与多种 dsRNA 结合,主要结合灵长类特异性反义 Alu 元件在内含子和 3'- 非翻译区(3’-UTR)中的茎环结构。Ku 的表达在高等灵长类动物中急剧上升,与 Alu 元件的扩增密切相关(相关系数 r=0.94/0.95)。因此,Ku 通过限制 dsRNA 诱导的先天免疫,在灵长类动物适应 Alu 元件扩增中发挥关键作用,这也解释了为何 Ku 在人类细胞中表达量升高且具有必要性。