CREB和AP-1依赖性CCN1调节PEDV诱导的细胞凋亡抑制病毒复制

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猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhe virus,PEDV)是冠状病毒科,α冠状病毒属成员,该病原主要引起猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhe,PED)。PED是养猪业常见的一种急性肠道传染病,患病猪出现严重腹泻,脱水,食欲降低,体重减轻等临床症状。本病可感染各个年龄段的猪群,并且具有较高的致死性,严重影响了养猪业的持续发展。然而,本病的防控在目前仍然没有得到根本解决。近年来,对PEDV致病机制的研究相对较少。为了更加明确PEDV的致病机制,从而有效防控PEDV感染,本文从病毒与宿主蛋白之间的关系入手,进行了深入探索。试验前期通过PEDV感染Marc-145细胞样品高通量测序结果中筛选出多个差异表达蛋白,CCN1是其中具有差异表达的蛋白之一,CCN1作为一种多功能蛋白,可以在细胞内调节多种活动。本研究从PEDV对宿主蛋白CCN1表达的影响及其转录机制和CCN1蛋白对PEDV增殖的影响及其具体作用机制两个方面进行研究,获得以下结果:1.PEDV感染诱导宿主细胞内CCN1表达。将PEDV感染Marc-145细胞和Vero细胞,采用RT-qPCR和Western blot检测,发现细胞内CCN1的m RNA和蛋白水平表达升高。通过构建CCN1基因启动子载体及其启动子截短突变载体,进行双荧光素酶报告基因方法检测,对CCN1启动子响应PEDV刺激的核心区域进行筛选,发现PEDV感染,CCN1启动子-985~203-Luc荧光活性显著升高。将-985~203启动子区域的转录因子结合位点进行删除构建缺失体,进行双荧光素酶报告基因检测发现,转录因子AP-1和CREB可以响应PEDV对CCN1的表达调节。利用AP-1和CREB抑制剂处理后CCN1表达下降,进一步证实了上述结果。通过添加信号通路抑制剂阻断细胞内相关通路,筛选调控AP-1和CREB的上游信号。结果表明,p38和PKA通路被抑制后,PEDV诱导CCN1表达的作用被抑制。PEDV通过激活p38和PKA两条通路调控下游转录因子AP-1和CREB上调CCN1表达。2.CCN1蛋白通过细胞凋亡途径调控PEDV复制。在Marc-145细胞内转染CCN1重组质粒,RT-qPCR和Western blot方法检测表明过表达CCN1抑制了PEDV-N m RNA和蛋白表达,通过TCID50检测培养上清中的病毒滴度发现,CCN1过表达PEDV滴度降低。siRNA干扰Marc-145细胞内CCN1表达后,PEDV-N m RNA和蛋白表达升高,病毒滴度上升。流式细胞术检测,结果表明过表达CCN1细胞凋亡率增加,干扰CCN1细胞凋亡率下降。Western blot检测表明过表达CCN1促进了caspase 3蛋白裂解。相反,干扰CCN1抑制了caspase 3裂解。通过检测死亡受体途径相关蛋白(Fas,Fas L,caspase 8)和线粒体途径相关蛋白(Bax,Bcl-2,caspase 9)表达发现,CCN1诱导的细胞凋亡通过线粒体途径。利用p53通路抑制剂(PFT-α)处理后,CCN1对凋亡的调节作用被阻断,说明CCN1对凋亡的调节具有p53依赖性。并且,PFT-α处理逆转CCN1对PEDV-N蛋白的抑制作用。然后,通过添加凋亡抑制剂(Z-VAD-FMK)抑制凋亡发生,检测PEDV-N发现CCN1对PEDV-N的抑制作用减弱,表明CCN1对PEDV的调节是通过凋亡途径。综上所述,PEDV感染通过细胞内p38和PKA调控转录因子AP-1和CREB活化,诱导宿主蛋白CCN1转录表达,CCN1蛋白通过p53通路调控线粒体凋亡相关蛋白促进细胞凋亡,抑制PEDV复制,为探索PEDV和宿主蛋白CCN1之间的关系提供了新的依据。
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