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乙型脑炎是由乙脑病毒引起的一种严重危害我国人畜健康的传染病,其突出病理特征是脑组织炎症和细胞死亡。目前,乙脑病毒感染致病的确切机制并不清楚,也没有有效的治疗药物。因此,在分子水平上阐明乙脑病毒的感染和致病机制,进而开发特殊有效的乙脑病治疗药物,是近年来国内外乙脑病毒研究的一个热点和前沿。细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡,涉及一系列基因的激活、表达以及调控等。本实验室前期通过转录组测序技术,分析乙脑病毒感染的BALB/c小鼠和Neuro-2a细胞的差异性表达基因,通过KEGG信号通路富集分析,发现乙脑病毒感染调节与凋亡相关的Foxo信号通路,并且在乙脑病毒感染（感染复数为5,感染72小时）的Neuro-2a细胞中,敲低Foxo基因后促进细胞凋亡,而过表达Foxo则降低细胞凋亡。为研究乙脑病毒调控Foxo信号通路诱导细胞凋亡的作用机制,我们检测Foxo信号通路中与凋亡相关基因的表达水平。乙脑病毒感染（感染复数为5,感染72小时）诱导BALB/c小鼠和Neuro-2a细胞内Foxo表达水平降低,并下调Foxo下游的基因表达,包括促凋亡蛋白Bim,抗凋亡蛋白Bcl-6和p21。而过表达Foxo导致抗凋亡蛋白Bcl6和p21表达升高,细胞凋亡比例降低。并且过表达Bcl-6和p21后,下调乙脑病毒感染的Neuro-2a细胞凋亡比率。这些结果说明在乙脑病毒感染的Neuro-2a细胞中,Foxo通过抗凋亡蛋白Bcl-6和p21行使抗凋亡功能。为进一步探究乙脑病毒对Foxo信号通路的调控机制,我们通过TFBind分析Foxo基因上游2kb的启动子区域,发现Foxo基因启动子区存在一个STAT3结合位点。转录组测序,定量RT-PCR和Western blot实验表明乙脑病毒感染诱导STAT3表达降低。染色质免疫共沉淀实验（ChIP）和报告基因实验证实STAT3与Foxo基因启动子区结合。而且,乙脑病毒感染Neuro-2a细胞导致STAT3与Foxo启动子的结合下降。沉默Neuro-2a细胞内STAT3表达也导致Foxo表达水平下调。这些结果表明乙脑病毒是通过下调STAT3-Foxo-Bcl-6/p21信号通路诱导细胞凋亡。在研究乙脑病毒调控Foxo信号通路诱导细胞凋亡的作用机制过程中,我们发现抗凋亡蛋白p21表达水平存在变化。p21作为抗凋亡蛋白,同时也是重要的衰老蛋白分子。为研究乙脑病毒感染Neuro-2a细胞是否诱导细胞衰老,我们采用β-gal染色、免疫印迹及流式细胞仪分析乙脑病毒感染（感染复数为1,感染24小时）的Neuro-2a细胞内衰老的各项指标。结果表明,与模拟感染相比,乙脑病毒感染的Neuro-2a细胞24小时后胞质区域β-gal染色呈蓝色细胞增加,并且细胞内p21,p53和活性氧（ROS）水平升高。内质网应激反应可通过Ca2+途径诱导细胞内活性氧产生。钙离子螯合剂BAPTA-AM处理乙脑病毒感染的Neuro-2a细胞,下调细胞内活性氧、p21和p53蛋白水平。因此,乙脑病毒感染Neuro-2a细胞通过内质网应激反应的Ca2+-ROS-p53-p21信号通路,诱导细胞衰老。综上所述,我们首次发现低剂量JEV感染Neuro-2a细胞的初期（感染复数为1,感染24小时）,激活内质网应激反应的Ca2+-ROS-p53-p21信号通路,引起细胞内活性氧水平升高,诱导细胞衰老。而高剂量JEV感染Neuro-2a细胞的后期（感染复数为5,感染72小时）,JEV通过抑制STAT3-Foxo-Bcl-6/p21信号通路诱导细胞凋亡。p21在乙脑病毒诱导的细胞凋亡与衰老过程中均发挥作用。这些研究成果为研发特异性乙脑防治药物提供了新思路和新靶点。