CD46蛋白介导猪瘟病毒感染的机制研究

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病毒作为严格的细胞内寄生生物,需要多种宿主蛋白辅助其完成复制周期。病毒通过与靶细胞表面的特异性受体结合是其进入宿主细胞的第一步。作为病毒入侵宿主的门户,细胞受体的结构功能及其介导病毒入侵的机制一直是病毒学界研究的热点。对细胞受体的筛选及鉴定将有助于阐明病毒的致病机制并为疾病的防控及治疗提供重要的科学依据。猪瘟(Classical swine fever,CSF)是由猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)引起猪的一种急性、烈性传染病,给全球养猪业造成了巨大的经济损失。CSFV是黄病毒科瘟病毒属的成员,是有囊膜的单股、正链RNA病毒。CSFV首先通过与吸附受体的相互作用使其“锚定”在细胞表面,进而通过网格蛋白介导的内吞作用内化进入宿主细胞。在CSFV的吸附和侵入过程需要宿主细胞因子的参与。其中,硫酸乙酰肝素(Heparan sulfate,HS)和层粘连蛋白受体(Laminin receptor,Lam R)介导了CSFV的吸附。CD46是一种跨膜蛋白,有研究证明,利用抗CD46(也称为膜辅因子蛋白,MCP)抗体处理PK-15细胞能抑制CSFV的感染,推测其可能是CSFV的吸附因子。本研究拟进一步阐明CD46在介导CSFV感染过程中的作用机制。主要内容如下:1.CD46正调控CSFV的复制。通过干扰性小RNA分子(si RNA)在PK-15细胞中下调CD46表达后显著抑制CSFV的增殖;利用慢病毒系统过表达CD46后可以促进CSFV的感染;利用CRISPR/Cas9敲除细胞中的CD46后可明显抑制CSFV的感染。2.CD46与CSFV E2蛋白存在相互作用。通过免疫共沉淀试验证实CD46与E2相互作用;激光共聚焦试验发现CD46和E2蛋白在细胞膜上存在共定位现象;微量热泳动(microscale thermophoresis,MST)检测结果证明CD46与E2蛋白具有较强的亲和力,平衡解离常数KD值约为1.74μΜ;表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)技术证实CD46与E2蛋白能够特异性结合,KD值约为2.95μΜ。3.CD46促进CSFV的吸附。可溶性CD46蛋白及抗CD46抗体均能呈剂量依赖性的阻断CSFV的感染;CD46的敲除细胞系接种CSFV后于4℃条件下吸附2 h,与对照细胞相比,敲除CD46的细胞吸附的病毒粒子明显减少;而牛肾细胞(MDBK)过表达CD46后对CSFV的吸附能力明显提高。综上所述,本研究证实,CD46蛋白通过与E2蛋白相互作用介导CSFV在细胞表面的吸附。为进一步阐明CSFV的侵入机制奠定基础,并为深入揭示CSFV致病机理及设计抗病毒策略提供了理论依据。
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