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丙型肝炎病毒(Hepatitis CVirus,HCV)属于黄病毒科,是一种有包膜的单股正链RNA病毒,其感染易形成慢性化并可导致肝硬化和肝癌。HCV病毒的复制需要多种宿主因子调控,目前已经发现几种磷脂酶家族成员参与HCV复制,进一步发掘参与HCV复制的磷脂酶相关宿主因子,并研究其复杂机理对理解磷脂酶家族调控HCV生活周期有重要意义。本实验室前期基因芯片数据显示HCV感染显著上调磷脂酰丝氨酸特异性磷脂酶A1(PLA1A)的表达。这一磷脂酶可以特异性水解磷脂酰丝氨酸(PS),产生溶血磷脂酰丝氨酸,其代谢底物和代谢产物都有广谱的生物学功能。本研究重点揭示PLA1A在HCV生活周期中的作用,并详细分析其参与病毒复制的分子机理。 第一章是文献综述部分,主要介绍HCV和PLA1A的相关背景知识和研究进展。第一节首先简要介绍HCV的发现,分类,分子特征,并总结了HCV研究的体外培养体系的发展。第二节重点阐述参与HCV生活周期的脂相关宿主因子,阐释脂相关宿主因子单独或协调作用参与HCV生活周期的机制及HCV对脂相关宿主因子的调控,揭示病毒与脂相关宿主因子相互作用机制。第三节重点介绍本研究的目的分子PLA1A的发现,结构和生物学功能,以及PLA1A代谢底物和产物对下游信号通路的调节,最后提出本研究的内容和意义。 第二章为本研究的主体部分,主要内容为PLA1A对HCV生活周期的影响并对具体机制进行了深入研究。首先在HCV感染及亚复制子系统中验证HCV以剂量和时间依赖的方式上调PLA1A表达;发现单独表达HCV各个蛋白不影响PLA1A的表达水平,而转染Poly(I∶C)可以诱导PLA1A的表达,提示HCV复制中间体双链RNA是导致上调原因之一。利用siRNA和shRNA技术,在Huh7细胞中干扰PLA1A的表达导致HCV复制水平降低,进一步研究表明,沉默PLA1A不影响病毒入侵、翻译和复制的步骤,但导致病毒的组装和出芽效率降低。通过免疫荧光及脂筏分离实验发现PLA1A定位于细胞质, HCV感染不影响PLA1A在胞内的定位和分布,但在感染晚期病毒包装过程中形成的NS5A点状结构与PLA1A存在明显共定位;进而免疫共沉淀实验结果证实PLA1A和NS5A相互作用,同时发现PLA1A与E2和NS2蛋白相互作用。HCV感染过程中NS2和NS5A的相互作用介导了病毒的装配,在HCV感染晚期,NS2-NS5A复合体表现为点状结构,为病毒装配的位点。超表达PLA1A可以增强NS2-NS5A的相互作用,沉默则减弱二者的相互作用,此外在感染体系中证实内源PLA1A是NS2复合体的组成部分,说明在感染过程中PLA1A参与稳定NS2-NS5A复合体。另一方面沉默PLA1A导致NS2的点状结构减少,与NS5A的共定位现象减弱,进一步说明PLA1A通过介导NS2-NS5A相互作用从而影响病毒粒子组装。另外,沉默PLA1A减弱E2-NS2相互作用,提示PLA1A也稳定E2-NS2复合体。蛋白酶K保护试验显示沉默PLA1A后受保护的Core蛋白比率显著减少,提示干扰PLA1A破坏HCV包膜的形成。除通过蛋白-蛋白相互作用发挥影响外,PLA1A蛋白的糖基化修饰及酶活性也参与影响HCV复制,添加PLA1A代谢产物可以部分回补沉默PLA1A对HCV的抑制。另外,siPLA1A不影响乙型脑炎病毒(JEV)和水泡型口炎病毒(VSV)的生活周期,提示其对HCV影响的特异性。 第三章总结了本研究的主要结论。 本研究证实了PLA1A在HCV生活周期中的重要作用,发现PLA1A通过参与NS2复合体形成影响HCV的装配出芽过程。PLA1A作为磷脂酶家族成员,可能参与了HCV慢性感染。深入了解PLA1A在感染中发挥的作用,有利于全面理解磷脂酶家族成员与HCV之间的相互作用,为抗HCV治疗提供新靶标。