猪圆环病毒3型Cap调控IFN-β及其下游通路的作用机制研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haozhizhegogo
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Ⅰ型干扰素(Type Ⅰ Interferon,IFN-Ⅰ)是哺乳动物抗病毒先天性免疫的重要细胞因子,通过激活JAK-STAT信号通路诱导ISG的表达,抵御病毒的感染。病毒在进化过程中出现多种方式逃逸宿主IFN-I介导的先天性免疫作用,以促进自身复制。因此,研究病毒逃逸宿主先天性免疫的作用机制,有助于我们理解病毒的致病机制,对疾病防控和疫苗研发具有重要意义。猪圆环病毒3型(Porcine Circovirus Type 3,PCV3)是近年新发现的圆环病毒,临床中与猪繁殖障碍、呼吸道疾病、猪皮炎肾病综合征、猪多系统炎症等疾病相关。自2016年在美国发生PDNS和繁殖障碍猪群中发现PCV3以来,亚洲、南美和欧洲多个国家先后报道了在疑似猪圆环病毒病(Porcine Circovirus associated-disease,PCVAD)中检测出PCV3,引起养猪业的广泛关注。目前对该病毒的致病性以及致病机理尚不清楚。本研究对PCV3在我国华南地区流行情况进行调查,以及对PCV3 Cap抑制IFN-I介导的先天性免疫进行深入研究,以期为PCV3致病机制提供理论基础。为了解PCV3在我国华南地区的流行状况,本研究2018年采集了华南地区疑似发生PCVAD的55个猪场163份样品,利用PCR方法进行PCV3和PCV2检测。结果发现发生疑似PCVAD猪群PCV3样品核酸阳性率为35.58%,PCV2核酸阳性率为47.24%,PCV3和PCV2核酸共阳率为23.31%,表明PCV3和PCV2在华南地区具有较高的核酸阳性率。遗传进化分析,PCV3全基因组分为PCV3a和PCV3b两个分支,华南地区两个分支毒株均有流行。将密码子优化的PCV3 ORF2插入p Cold-TF和p ET28a载体,转化至E.coli BL21(DE3)并用IPTG诱导表达,SDS-PAGE显示分别正确表达76 k Da和26 k Da的TF-Cap和His-Cap蛋白。BALB/c小鼠免疫TF-Cap蛋白5次后,取血清抗体阳性的小鼠脾脏细胞与Sp2/0骨髓瘤细胞融合,经ELISA筛选出8株单克隆细胞株。并用3-2-3-6-2和3-21-4-6-2单克隆细胞制备小鼠腹水,并纯化抗体,得到两株抗体效价均>1:8000,为后续PCV3研究提供物质基础。为研究PCV3对宿主先天性免疫应答的影响,我们首先研究Cap对DNA诱导IFN-β产生的影响进行研究。利用荧光定量PCR检测IFN-β转录水平,发现Cap显著抑制ISD诱导IFN-βm RNA转录。利用双荧光素酶基因报告系统发现Cap显著抑制ISD和Poly(d A:d T)激活IFN启动子,而且Cap抑制ISD激活IFN启动子呈剂量依赖性。Western blotting分析发现Cap抑制ISD激活的TBK1和IRF3,进一步研究发现Cap不能抑制c GAS/STING激活的IFN启动子活性,另外发现Cap抑制c GAS结合ISD,表明Cap在c GAS结合DNA水平上抑制ISD诱导IFN产生。利用pull down和LC/MS发现Cap与G3BP1相互作用,且Cap抑制G3BP1与c GAS的相互作用。利用si RNA敲低G3BP1的表达显著降低ISD激活IFN启动子以及TBK1磷酸化水平,表明G3BP1参与DNA诱导IFN产生的过程。过表达G3BP1减弱Cap对c GAS结合ISD的抑制作用,促进ISD诱导TBK1和IRF3磷酸化水平。综述所述,Cap通过与G3BP1相互作用抑制DNA诱导IFN-β的产生。进一步研究Cap对IFN-β诱导ISG表达的影响,发现Cap显著抑制IFN-β诱导的IFIT1和IFIT2转录和ISRE启动子激活,但Cap不影响STAT1和STAT2蛋白水平和磷酸化水平以及STAT1和STAT2二聚体的形成和核转移。进一步研究发现Cap抑制ISGF3模拟物IRF9-S2C激活ISRE启动子,表明Cap可能抑制IRF9结合ISRE启动子或抑制STAT2转录激活活性。利用co-IP试验发现Cap与STAT2相互作用而不与STAT1和IRF9相互作用,STAT2与Cap的相互作用区域在不羧基端的转录激活结构域(TAD),表明Cap通过与STAT2的TAD相互作用抑制ISGF3转录激活活性。另外,biotin-ISRE pull down试验发现Cap能结合ISRE并抑制IRF9-S2C结合ISRE,提示Cap抑制ISGF3结合ISRE启动子。综上所述,本研究发现华南地区PCV3流行情况进行调查,为PCV3防控提供数据支持。本研究阐明了Cap通过与G3BP1和STAT2相互作用抑制IFN-β介导的先天性免疫的分子机制,为PCV3的致病机制研究提供科学依据。
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