汉坦病毒动态调控自噬流拮抗宿主固有免疫应答的分子机制及干预研究

发布时间：2020-04-15 06:28

【摘要】：汉坦病毒是世界上分布最广、传播途径最多、危害极其严重的出血热病毒,其属于布尼亚病毒目(Bunyavirales)汉坦病毒科(Hantaviridae),为有包膜的单负链RNA病毒,其基因组由S、M、L三个片段组成,分别编码病毒核衣壳蛋白(NP)、糖蛋白前体(GPC)以及病毒RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)。其中L片段最为保守,汉坦病毒主要由鼠等啮齿类动物传播。可通过多种途径传播,如带病毒鼠的排泄物等,感染人体可引起两种急性出血热性疾病,分别是汉坦病毒肺综合征(HPS)及肾综合征出血热(HFRS)。我国是世界上HFRS发病率最高的国家。自噬是真核细胞中在进化上高度保守的分解代谢途径,自噬与细胞分化与发育、营养剥夺、微生物感染等多种生理病理进程密切相关,在维持细胞内环境稳定及促进病原清除过程中发挥重要作用。I型干扰素(IFN)在机体抗病毒固有免疫应答过程中发挥重要作用,其经由多种病毒识别受体、接头分子、蛋白激酶和转录因子调控信号通路转录激活,可诱导多种抗病毒蛋白产生。有研究报道,病毒感染诱导的自噬在机体抵御病毒入侵中扮演重要角色,其可以通过选择性降解病毒组分影响病毒生活周期,又可以与模式识别受体(PRR)相互作用促进IFN产生,启动机体固有免疫应答。在本研究中,我们证明HTNV动态调节宿主自噬过程,在HTNV感染早期诱导完全自噬,但在感染晚期诱导不完全自噬。先前的研究已经确定HTNV Gn诱导的完全自噬有利于HTNV的复制,而详细的机制尚不清楚。在本研究中,我们研究发现HTNV Gn与Tu翻译延伸因子线粒体(TUFM)相互作用并募集LC3B,诱导线粒体自噬,在HTNV感染早期降解MAVS并阻止IFN的产生。此外,作为病毒粒子不可或缺的组成部分,Gn是如何逃脱自噬的清除。我们研究结果表明,在HTNV感染后期,NP与Gn竞争性结合LC3B,抑制Gn介导的自噬体形成,并与突触体相关蛋白29(SNAP29)相互作用,阻止SNARE蛋白介导的自噬体与溶酶体的融合。因此,NP阻断Gn的降解,促进子代病毒的包装和繁殖。此外,我们还证明,在感染早期抑制自噬过程可以增强宿主IFN应答并抑制体内和体外HTNV复制。
【图文】：

自噬,基本过程,进程,基因

图 1. 自噬的基本过程及调控自噬进程的关键基因[53]1.6 自噬调控 I 型 IFN 应答自噬进程在病毒感染后可作为模式识别途径的下游而被激活，其对宿主的模式识别过程具有双重调控作用。TLR 信号通路下游接头分子 MyD88/TRIF 可解除 Bcl2 对Beclin1 的抑制作用，从而通过 Beclin1-Vps34 途径诱导自噬活化[53]，而宿主自噬既可以协同 TLR 信号来促进 I 型 IFN 的产生，又可以通过选择性降解 TRIF 对 TLR 信号进行负反馈调控[58-60]（如图 2）。Iwasaki A 课题组系列研究表明[61;62]，Atg5 依赖的自噬可协同 TLR7 信号识别水疱性口炎病毒（VSV）、仙台病毒（SeV）等 ssRNA 病毒，促进 pDC分泌 IFNα；Atg5 依赖的自噬亦可协同 TLR9 信号识别单纯疱疹病毒感染（HSV-1），促进 pDC 分泌 IFNα。舒红兵等研究发现[63]，TRIM32-TAX1BP1 介导的自噬可以选择性降解 TRIF，其有利于终止 TLR3/4 信号，避免 TLR 信号过度活性对机体造成免疫病理

自噬,模式识别,I型,交互作用

西北大学硕士学位论文此外，病毒感染条件下，宿主自噬除通过上述模式识别途径被活化，亦可作为 IFN信号下游而被激活（如图 2）。IFN 与其受体结合后磷酸化 JAK1 及 Tyk2，而 JAK1 及Tyk2 可通过磷酸化 IRS1 及 IRS2 激活 PI3K-Akt-mTOR 途径，促进自噬的发生[53;66;67]。此外，有研究表明 ISG 分子 PKR 可以结合 Beclin1 促进 Vps34-Beclin1 复合物形成，参与自噬的起始[68]；且 PKR 可通过磷酸化真核翻译起始因子 eIF2α，介导 HSV-1 感染后宿主的自噬进程[69]。此外，TLR、RLR 等下游蛋白激酶 TBK1 可通过磷酸化自噬受体蛋白 p62 来调控自噬小体成熟[53]。激活的自噬进程通过上述与模式识别过程的交互作用，进一步调控宿主 IFN 的产生；同时，，自噬可以直接清除胞内的病原体，是机体固有免疫应答的重要组成部分。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R373

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