Miz1负性调控天然抗流感免疫中Ⅰ型干扰素表达的作用机制研究

发布时间：2020-04-13 15:14

【摘要】：流感病毒是人类呼吸道最为常见的一种病毒,季节性流感的不断爆发严重威胁着人类健康。由于流感病毒内在不断演变的特点,使流感疫苗的疗效受限;随着抗流感药物在临床上广泛使用,耐药病毒株的不断出现限制了现有抗病毒药物的疗效。因此,寻找新的抗流感病毒的治疗方案是研究人员需要攻克的难题。天然免疫反应在感染性疾病进程中发挥的重要作用近几年引起了人们的广泛关注,一系列参与天然免疫反应调控的宿主因子被逐渐发现,以其不易突变性,抗病毒活性广谱等优势,成为筛选抗病毒药物靶点,寻找新的抗病毒方案的重要来源。锌指转录因子Miz1(Myc-interacting zinc finger protein 1;Zbtb17)是一种最初通过酵母双杂交实验发现的癌基因Myc的结合伴侣,参与调控细胞的增殖、分化、细胞周期及凋亡等多种生命活动过程,其活性主要与位于蛋白N端的POZ(Pox virus and Zinc finger)结构域密切相关。作为重要的转录因子,Miz1也参与调控机体的天然免疫反应,Miz-1通过其POZ结构域,与转录因子Rel-A竞争结合于CCAAT增强子结合蛋白δ(CCAAT/enhancer binding protein σ,CEBP-σ)的转录调控区域,抑制LPS和细菌引起小鼠肺部产生过强的炎症反应。流感病毒是造成呼吸系统疾病的重要致病因子,在流感病毒入侵机体时,Miz1是否发挥调控作用?其具体的机制是怎样的?目前尚无报道。本课题围绕Miz1在流感病毒感染中发挥的调控作用进行了深入研究。我们发现,特异性敲除小鼠肺上皮中Miz1蛋白POZ结构可显著增强小鼠对流感病毒的抵抗力,与对照组Miz1(POZ)fl/fl小鼠相比,病毒感染后Miz1 APoZ-Hung基因敲除小鼠生存率明显提高,病毒感染伴随的体重下降有所减轻,肺部病毒载量低于对照组小鼠,提示我们Miz1或作为负性调控因子,参与调控机体的抗病毒反应。在流感病毒感染4天后,我们抽取小鼠肺灌洗液用ELISA检测小鼠肺部炎症细胞因子的分泌,其中Miz1ΔPoZ-lung小鼠肺灌洗液中Ⅰ型干扰素(IFN-α/β)含量明显高于对照组Miz1(POZ)fl/fl小鼠,而其他炎症因子如IL-6,MCP1,IL-1β等在两组小鼠间水平相当。Ⅰ型干扰素是机体重要的抗病毒细胞因子,我们推测,Miz1对流感感染小鼠的调控作用主要依赖于Miz1调控病毒感染后小鼠体内Ⅰ型干扰素的表达相关。与体内结果一致,在小鼠肺上皮细胞MLE12敲除Miz1基因可以增强流感病毒感染后IFN-α和IFN-β的表达,同时抑制细胞中流感病毒的复制,而Miz1蛋白的对宿主抗病毒反应的调控作用与其转录功能密切相关。在此研究中,我们还发现病毒感染可以引起Miz1蛋白在宿主细胞内的积累,主要与病毒感染介导的Miz1蛋白E3泛素连接酶Mule的降解有关;病毒通过降解Mule导致Miz1的表达升高,进而降低IFN-β的表达,帮助病毒逃逸宿主的天然免疫监视。我们还发现,流感病毒通过劫持宿主细胞中Cullin-RNIG E3泛素连接酶家族成员CUL4B的作用,促进Mule的降解。我们进一步采用染色质免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)及luciferase荧光报告基因等结果证明:Miz1通过与干扰素调控因子(Interferon Regulatory Factors)IRF3/IRF7竞争,结合于IFN-β转录启动区域,抑制流感病毒感染后IFN-β的转录。核小体染色质中组蛋白的翻译后修饰(如乙酰化,甲基化等)与基因表达密切相关,我们发现流感病毒感染后Miz1还可以招募组蛋白去乙酰化酶1(Histone deacetylase 1,HDAC1)至IFN-β转录启动区域,降低IFN-β核小体中组蛋白H3的乙酰化水平,从而抑制IFN-β的表达。综上,我们的研究首次发现Miz1蛋白在流感病毒的感染过程中发挥重要的调控作用,并在基因水平提供了 Miz1参与调控IFN-β转录的直接证据;同时,我们的实验发现了病毒感染后Miz1及其相关蛋白在宿主细胞内的调控机制,为病毒如何利用宿主抗病毒机制帮助自身复制提出了新的见解。这一系列的研究加深了我们宿主抗病毒反应机制和流感病毒的致病机制的了解,为寻找新的抗流感病毒方案提供新的思路。
【图文】：

ＮＳ）编码参与免疫逃避的非结构蛋白ｌ（Ｎｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋１，邋ＮＳ１）和出核蛋白（Ｎｕｃｌｅａｒ逡逑Ｅｘｐｏｒｔ邋Ｐｒｏｔｅｉｎ，邋ＮＥＰ），又称ＮＳ２，介导病毒核蛋白复合物的出核。逡逑如图１所示，流感病毒进入宿主体内后，在胞内体的酸性环境下由ＨＡ诱导病逡逑毒包膜与胞内体膜融合，从而将病毒核酸物质释放入胞浆，进一步被转运至胞逡逑核，在细胞核内开始病毒核酸物质的转录和复制：流感病毒的ＲＮＡ聚合酶首先逡逑利用病毒ＲＮＡ为模板进行ｍＲＮＡ的合成，ｍＲＮＡ被运往胞浆内进行病毒蛋白表达：逡逑同时病毒基因组ＲＮＡ通过正链中间体ｃＲＮＡ进行新的病毒ＲＮＡ的合成。新合成的逡逑病毒ＲＮＡ聚合酶亚基进入胞核内完成病毒核酸－蛋白复合物ＲＮＰ的装配，然后从逡逑胞核输出到胞浆中与其他流感病毒蛋白一起组装成为新的病毒颗粒，成熟的颗逡逑粒通过细胞膜完成出芽和释放。逡逑２逡逑

对于伊拉米韦的耐药株目前尚未报道［１６］。逡逑现有抗流感药物的局限性及病毒耐药株的出现，推动了新型抗流感病毒逡逑药物的开发与研究。如图２所示，目前在研的抗流感药物主要可分为两类：逡逑一类为以病毒相关基因或蛋白为靶点的药物；另一类为以宿主因子为靶点的逡逑药物，这类药物相较于以病毒为靶点的药物，不易产生耐药，且具有广谱的逡逑抗病毒活性。目前，有多种新型抗流感药物进入临床研究，，如：Ｆｌｕｄａｓｅ？逡逑（ＤＡＳ１８１），Ｆａｖｉｐｉｒａｖｉｒ（Ｔ－７０５），和硝唑尼特（Ｎｉｔａｚｏｘａｎｉｄｅ）。Ｆｌｕｄａｓｅ邋由细菌来逡逑源的唾液酸酶与呼吸道上皮生长因子连接组成，可以有效地靶向呼吸道上皮逡逑４逡逑
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R96

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本文编号：2626131