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研究背景:
HSV-1临床发病的主要特点是潜伏感染的病毒再激活所引起的急性复发性感染。HSV-1感染具有明显的周期性特点,主要包括急性感染、潜伏感染及再激活。人是HSV-1感染的唯一天然宿主。病毒的感染开始于具有完整结构的病毒粒子与宿主细胞表面受体的粘附,随后发生膜融合或细胞内吞作用,病毒进入细胞浆内,紧接着病毒脱囊膜,其核衣壳转运至细胞核孔,病毒DNA被注入细胞核内,并发生自身环化,而于此同时感染过程中病毒粒子携带入细胞内的病毒蛋白VHS可以降解宿主的mRNA,而病毒蛋白VP16则进入细胞核内参与启动一系列病毒基因的转录,随后发生病毒蛋白翻译、DNA复制及病毒粒子组装、成熟与释放。我们知道,病毒在感染入侵的过程中,天然免疫反应作为宿主细胞的第一道防御机制也会被迅速启动来抵抗病毒复制与增殖。例如细胞可以通过细胞表面的Toll样受体感知病毒感染进而诱导干扰素激活表达来抑制病毒复制。然而宿主细胞是如何响应病毒的感染刺激进而激活天然免疫网络以及HSV-1病毒是如何克服宿主这第一道防线的机制仍不是很清楚。
目的:
GADD45γ是参与宿主细胞应激反应的重要蛋白之一,前期的研究提示该蛋白参与HSV-1在宿主体内的再激活感染过程。通过研究GADD45γ与HSV-1感染的相互作用机制,有利于我们了解宿主在应激状态下的病毒感染是如何发生的;同时通过探究GADD45γ在应激状态下对宿主天然免疫反应的影响,一方面可以从分子机制层面加深对HSV-1临床发病特点的了解,另一方面深入地了解宿主在应激条件下天然免疫防御反应是如何运作的,进而为预防和治疗HSV-1感染提供新的靶点及策略。
方法:
1.通过在小鼠三叉神经节建立HSV-1潜伏-再激活感染模型模拟应激状态下病毒的激活感染,利用RNA芯片技术检测应激状态下宿主的基因表达变化,寻找应激诱导条件下与病毒激活有关的宿主靶基因。
2.利用RNAi以及蛋白印记等来研究GADD45α、β和γ对病毒复制与增殖的影响。
3.利用CRISPR/Cas9基因敲除技术构建GADD45γ敲除细胞系、蛋白印迹技术来进一步探究GADD45γ敲除对病毒复制与增殖的效应。
4.利用GADD45γ敲除细胞系、实时荧光定量PCR技术检测相关天然免疫基因表达情况来研究宿主天然免疫网络与病毒之间的相互关系,以此探究GADD45γ对病毒复制与增殖的作用机制。
5.通过RNAi技术来敲低GADD45γ上游或下游通路的关键分子,同时通过BAC-HSV重组病毒技术及基因过表达等技术来更进一步探究GADD45γ对病毒复制的分子作用机制。
结果:
1.在小鼠三叉神经节HSV-1潜伏-再激活感染模型发现,病毒激活过程中宿主GADD45γ明显上调表达;
2.GADD45γ在HSV-1急性感染时迅速上调表达并维持在较高水平;
3.GADD45α和β在HSV-1急性感染时所呈现的表达模式不同于GADD45γ;
4.敲低细胞内源性GADD45γ,而非GADD45α或β,明显抑制病毒复制与增殖;
5.敲除细胞GADD45γ明显抑制病毒的复制与增殖;
6.GADD45γ敲除细胞系内一组关键的天然免疫基因表达水平明显上调;
7.GADD45γ敲除细胞系相对于亲本来源细胞,在病毒感染后仍保持更高水平的天然免疫基因表达;
8.预先过表达GADD45γ对病毒复制增殖无明显作用;
9.表达野生型GADD45γ的重组病毒G2045和表达突变型GADD45γ的重组病毒G2046均表现出相同的且比HSV-1(F)更强的复制与增殖能力;
10.过表达GADD45γ和重组病毒G2045均不能完全弥补病毒在ΔGADD45γ细胞中的复制与增殖缺陷效应;
11.分别敲低细胞内源性p53、MEKK4以及p38表达均可抑制感染早期的病毒复制;
12.GADD45γ通过部分依赖p53来发挥其抑制天然免疫反应的作用。
结论:
宿主在应激状态下及病毒感染早期所诱导表达的细胞应激反应蛋白GADD45γ对病毒的复制与增殖具有重要促进作用,其主要作用机制是通过抑制宿主细胞一系列天然免疫基因的表达来帮助病毒在其感染早期逃避宿主的天然免疫攻击。GADD45γ发挥作用具有时相依赖性特点,需要与病毒感染刺激的同时同步表达,提示我们有病毒自身因素直接参与GADD45γ的相互作用。此外分子机制研究揭示GADD45γ部分依赖于其上游的p53,并通过其下游的MEEK4和p38等多种通路发挥其对病毒的作用。
HSV-1临床发病的主要特点是潜伏感染的病毒再激活所引起的急性复发性感染。HSV-1感染具有明显的周期性特点,主要包括急性感染、潜伏感染及再激活。人是HSV-1感染的唯一天然宿主。病毒的感染开始于具有完整结构的病毒粒子与宿主细胞表面受体的粘附,随后发生膜融合或细胞内吞作用,病毒进入细胞浆内,紧接着病毒脱囊膜,其核衣壳转运至细胞核孔,病毒DNA被注入细胞核内,并发生自身环化,而于此同时感染过程中病毒粒子携带入细胞内的病毒蛋白VHS可以降解宿主的mRNA,而病毒蛋白VP16则进入细胞核内参与启动一系列病毒基因的转录,随后发生病毒蛋白翻译、DNA复制及病毒粒子组装、成熟与释放。我们知道,病毒在感染入侵的过程中,天然免疫反应作为宿主细胞的第一道防御机制也会被迅速启动来抵抗病毒复制与增殖。例如细胞可以通过细胞表面的Toll样受体感知病毒感染进而诱导干扰素激活表达来抑制病毒复制。然而宿主细胞是如何响应病毒的感染刺激进而激活天然免疫网络以及HSV-1病毒是如何克服宿主这第一道防线的机制仍不是很清楚。
目的:
GADD45γ是参与宿主细胞应激反应的重要蛋白之一,前期的研究提示该蛋白参与HSV-1在宿主体内的再激活感染过程。通过研究GADD45γ与HSV-1感染的相互作用机制,有利于我们了解宿主在应激状态下的病毒感染是如何发生的;同时通过探究GADD45γ在应激状态下对宿主天然免疫反应的影响,一方面可以从分子机制层面加深对HSV-1临床发病特点的了解,另一方面深入地了解宿主在应激条件下天然免疫防御反应是如何运作的,进而为预防和治疗HSV-1感染提供新的靶点及策略。
方法:
1.通过在小鼠三叉神经节建立HSV-1潜伏-再激活感染模型模拟应激状态下病毒的激活感染,利用RNA芯片技术检测应激状态下宿主的基因表达变化,寻找应激诱导条件下与病毒激活有关的宿主靶基因。
2.利用RNAi以及蛋白印记等来研究GADD45α、β和γ对病毒复制与增殖的影响。
3.利用CRISPR/Cas9基因敲除技术构建GADD45γ敲除细胞系、蛋白印迹技术来进一步探究GADD45γ敲除对病毒复制与增殖的效应。
4.利用GADD45γ敲除细胞系、实时荧光定量PCR技术检测相关天然免疫基因表达情况来研究宿主天然免疫网络与病毒之间的相互关系,以此探究GADD45γ对病毒复制与增殖的作用机制。
5.通过RNAi技术来敲低GADD45γ上游或下游通路的关键分子,同时通过BAC-HSV重组病毒技术及基因过表达等技术来更进一步探究GADD45γ对病毒复制的分子作用机制。
结果:
1.在小鼠三叉神经节HSV-1潜伏-再激活感染模型发现,病毒激活过程中宿主GADD45γ明显上调表达;
2.GADD45γ在HSV-1急性感染时迅速上调表达并维持在较高水平;
3.GADD45α和β在HSV-1急性感染时所呈现的表达模式不同于GADD45γ;
4.敲低细胞内源性GADD45γ,而非GADD45α或β,明显抑制病毒复制与增殖;
5.敲除细胞GADD45γ明显抑制病毒的复制与增殖;
6.GADD45γ敲除细胞系内一组关键的天然免疫基因表达水平明显上调;
7.GADD45γ敲除细胞系相对于亲本来源细胞,在病毒感染后仍保持更高水平的天然免疫基因表达;
8.预先过表达GADD45γ对病毒复制增殖无明显作用;
9.表达野生型GADD45γ的重组病毒G2045和表达突变型GADD45γ的重组病毒G2046均表现出相同的且比HSV-1(F)更强的复制与增殖能力;
10.过表达GADD45γ和重组病毒G2045均不能完全弥补病毒在ΔGADD45γ细胞中的复制与增殖缺陷效应;
11.分别敲低细胞内源性p53、MEKK4以及p38表达均可抑制感染早期的病毒复制;
12.GADD45γ通过部分依赖p53来发挥其抑制天然免疫反应的作用。
结论:
宿主在应激状态下及病毒感染早期所诱导表达的细胞应激反应蛋白GADD45γ对病毒的复制与增殖具有重要促进作用,其主要作用机制是通过抑制宿主细胞一系列天然免疫基因的表达来帮助病毒在其感染早期逃避宿主的天然免疫攻击。GADD45γ发挥作用具有时相依赖性特点,需要与病毒感染刺激的同时同步表达,提示我们有病毒自身因素直接参与GADD45γ的相互作用。此外分子机制研究揭示GADD45γ部分依赖于其上游的p53,并通过其下游的MEEK4和p38等多种通路发挥其对病毒的作用。