魚類呼腸孤病毒拮抗干擾素系統的分子基礎研究

《魚類呼腸孤病毒拮抗干擾素系統的分子基礎研究》是依託湖北大學，由朱蓉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：魚類呼腸孤病毒拮抗干擾素系統的分子基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱蓉
• 依託單位：湖北大學

項目摘要

魚類呼腸孤病毒的基因組雙鏈RNA能激活宿主幹擾素介導的抗病毒天然免疫，而病毒也發展了多種策略拮抗干擾素系統。本項目立足於課題組已開展的魚類呼腸孤病毒基因組測序及致病機制研究基礎，擬圍繞病毒拮抗干擾素系統的分子基礎開展研究。首先針對魚類呼腸孤病毒編碼的干擾素拮抗因子同源蛋白VP7和VP4，利用反向遺傳學和蛋白-RNA、蛋白-蛋白互作技術，研究二者對干擾素系統基因PKR和IRF9的抑制作用。接著，利用報告基因系統和蛋白質組學技術，研究其餘9個基因組節段編碼的蛋白對干擾素抗病毒反應的作用及方式。最後，比較致病性不同的毒株抑制干擾素系統的差異，以期闡明魚類呼腸孤病毒感染與宿主幹擾素抗病毒免疫之間的關係，為抗病毒藥物和新型疫苗研發提供靶點。

結題摘要

魚類呼腸孤病毒的基因組雙鏈RNA能激活宿主的天然免疫RLR信號通路，誘導干擾素產生及抗病毒基因表達，從而建立宿主細胞的抗病毒狀態。但另一方面，病毒也通過編碼蛋白拮抗干擾素的抗病毒作用，從而導致病毒的致病性增強，成為目前魚類病毒病防控中的難題之一。因此，研究魚類呼腸孤病毒拮抗宿主免疫系統的分子基礎具有重要意義。 本項目以嚴重危害水產養殖的草魚呼腸孤病毒為研究對象，解析了病毒基因組編碼的VP7、VP4及VP6蛋白對干擾素系統的拮抗作用。通過分析VP7蛋白的dsRNA結合活性、對PKR抑制翻譯功能及其介導的抗病毒途徑的影響，闡明VP7拮抗干擾素系統的機制；通過分析過表達和基因敲降VP4時，干擾素的誘導和病毒的複製情況，以及VP4對IRF9核聚集的影響，明確VP4拮抗干擾素系統的機制；鑑定其它參與拮抗干擾素系統的病毒基因，分析其作用靶標和機制。結果顯示：草魚呼腸孤病毒S10基因節段編碼的VP7蛋白能結合人工合成的雙鏈RNA(PolyI:C)，阻斷抗病毒蛋白PKR介導的翻譯抑制和細胞凋亡作用，從而抑制干擾素系統；S5基因節段編碼的VP4蛋白能阻斷干擾素啟動子和干擾素刺激效應元件ISRE的激活。過表達VP4能抑制干擾素的抗病毒作用，導致病毒複製增加。相反，敲降VP4則不能拮抗干擾素的抗病毒作用，導致病毒複製減少。亞細胞定位結合基因敲降實驗證實，VP4能誘導干擾素調控因子IRF9聚集，抑制轉錄因子複合體ISGF3形成，從而阻斷干擾素信號通路；通過報告基因系統，鑑定其餘9個病毒基因組節段中，S8節段編碼的VP6蛋白能抑制干擾素系統。過表達VP6導致干擾素的抗病毒作用降低，病毒複製增加，而敲降VP6則相反。進一步研究VP6針對RLR信號通路的作用環節，發現VP6能抑制由IRF3介導的干擾素生成。VP6和IRF3在細胞中共定位，通過抑制IRF3的核轉運而阻斷其活化。結構域的缺失突變顯示，N端和C端結構域是VP6發揮拮抗功能所必不可少的。研究結果表明，草魚呼腸孤病毒通過VP7、VP4及VP6蛋白拮抗干擾素系統，逃逸宿主的免疫監控，為下一步研發抗病毒藥物和新型疫苗研發提供了基因資源。