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吉林大学第一医院艾滋病与病毒研究所张文艳教授团队在宿主限制因子与肠道病毒EV71相互作用方面取得新进展
at :2018/10/9 8:29:47    

近日,国际著名期刊 Nucleic acids research(IF:11.561)在线发表了吉林大学第一医院艾滋病与病毒研究所张文艳教授团队题为" Enterovirus 71 antagonizes the inhibition of the host intrinsic antiviral factor A3G "的研究成果。该研究首次揭示了APOBEC3G(A3G)通过全新的机制抑制小核糖核酸病毒EV71。本研究显示,A3G利用其RNA结合活性与病毒复制必需的PCBP1竞争结合EV71的5‘UTR序列,进而抑制了EV71在宿主细胞中的复制及翻译。与此同时,该研究还首次发现,EV71的2C蛋白可以通过诱导选择性自噬的方式,利用溶酶体降解A3G,进而突破其对病毒的限制。

    

手足口病是世界范围内常见的儿童流行病,其传播速度较快,范围较广,人群普通易感。近几十年来,在全球多个国家和地区(特别是亚太地区)发生了多次大规模手足口病暴发流行,2008年我国卫生部将手足口病正式列入法定丙型传染病以检测管理,研究显示,手足口病其主要的病原体为EV71和CA16,其中,EV71可诱导重症患者的产生。然而,在手足口病流行情况越发严峻的同时,我们还缺乏抑制其病原体感染的特异性药物。进一步通过揭示抗病毒机制,寻找新的药物作用靶点尤为重要。

 

本研究中,研究者研究通过引入HIV病毒研究体系(即天然存在的允许细胞系和非允许细胞系针对病毒的感染差异),发现了A3G对EV71感染的抵抗作用,并运用RNA干扰技术在非允许细胞系H9中得到了验证。为了研究A3G抵抗EV71的活性,研究者通过对A3G的胞嘧啶脱氨酶活性位点进行突变,发现A3G抑制EV71并不依赖其著名的胞嘧啶脱氨酶活性。为了探究其抗病毒活性,研究者通过RNA pull down和EMSA等经典的核酸研究相关实验发现A3G利用其RNA结合活性通过与翻译复合物中的成员PCBP1竞争结合EV71的5‘UTR,进而阻断了EV71调控病毒RNA的翻译和复制,达到抑制病毒的目的。不仅如此,研究者还通过构建截短体探究了A3G竞争性结合EV71-5‘UTR的区域,实验发现A3G结合5‘UTR的loop I和loop II, 而根据以往的报道,loop II正是PCBP1与5‘UTR结合的位置。这一发现更进一步地证明了A3G通过与PCBP1竞争结合5‘UTR,进而抑制病毒复制及翻译的假说的可靠性。该发现提供了A3G抗病毒的全新机制,并展开了一个利用全新的抗病毒机制的研究方向。

 

另一方面,研究者发现EV71的2C蛋白可下调A3G蛋白量,从而突破其对病毒的限制。为了探究其下调A3G的机制,研究者首先检测了A3G的mRNA水平,发现其mRNA没有变化。进一步地,研究者通过不同蛋白降解途径的抑制剂锁定2C蛋白下调A3G的方式为自噬途径,并通过免疫共沉淀和荧光共定位等手段确定了2C蛋白和A3G的相互作用和对A3G的泛素化情况。与此同时,研究者通过2C蛋白诱导LC3I/II之间转换的情况进一步确定了其诱导自噬的关键区域。进一步揭示了宿主限制因子与肠道病毒EV71相互作用的机制。此次发现与以往的病毒突破宿主限制因子不同,并不是利用蛋白酶体途径降解限制性因子,而是通过选择性自噬方式(图1)。该发现拓展了病毒与宿主相互作用研究的方式方法。为病毒突破宿主防御的研究提供新的方向。

 

图1 EV71的2C蛋白通过自噬途径而不是蛋白酶体途径降解宿主限制性因子

 

文章通讯作者吉林大学第一医院张文艳教授指出:肠道病毒感染近年来一直严重威胁婴幼儿健康,我们试图从宿主限制因子这一新视角为解决这一问题找到线索。我们的研究结果表明宿主限制因子A3G与EV71的相互作用一方面提供了限制肠道病毒复制的靶点,一方面为肠道病毒与天然免疫的相关研究提供了新的思路。

 

吉林大学第一医院博士生李兆龙为文章的第一作者,本研究得到国家自然科学基金项目(31270202、81672004、81701987)、科技部国家重大科学研究计划(973计划)子课题(2012CB911102)、吉林省科技厅、吉林大学科技创新团队项目以及吉林大学研究生创新研究计划的支持。

原文链接: 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30247716

 

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