Notch信号通路调控宿主抗汉滩病毒固有免疫应答分子机制的初步研究

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2014年非洲爆发的埃博拉出血热疫情,使病毒性出血热在全世界范围内引起了极大的重视。由汉坦病毒引起的出血热是世界上流行范围最广、发病率最高的出血热疾病,严重威胁公共卫生安全。汉坦病毒(Hantavirus)属于布尼亚病毒目(Bunyavirales)汉坦病毒科(Hantaviridae)正汉坦病毒属(Orthohantavirus),由啮齿类动物携带并传播,感染人体后可以引起汉坦病毒肺综合征(HPS)和肾综合征出血热(HFRS)两种疾病。在美洲地区主要流行HPS,而HFRS主要流行于欧亚大陆。其中,汉滩病毒(Hantaan virus,HTNV)作为我国重症HFRS的主要病原体,是汉坦病毒的原型病毒。我国HFRS每年发病人数占世界80%以上,死亡率为0.1%~15%。目前,HFRS在临床上主要是以支持对症的治疗为主,尚无有效的抗病毒药物。因此,探讨其分子机理,可以为HFRS的临床治疗药物的研究奠定基础。Notch信号通路在进化上高度保守,通过邻近细胞之间的相互作用而被激活,在细胞分化、增殖、凋亡、肿瘤的发生和癌症的传递上起着关键的作用。最近的研究显示,Notch信号通路在机体抗感染固有免疫应答中起着关键的调控作用。本课题组前期也证实Notch信号可通过影响巨噬细胞活化模式参与HFRS的疾病进展,但尚不清楚在病毒-靶细胞(血管内皮细胞等组织细胞)互作过程中,HTNV如何调控Notch信号活化,以及Notch信号本身能否直接影响病毒的感染复制过程。本课题以HTNV的易感细胞HUVEC、Huh7为研究对象。首先,借助q PCR、免疫荧光、免疫印迹等多种分子生物学技术,通过检测Notch信号配受体、靶基因及受体活化片段NICD的表达或亚细胞定位变化,初步明确了HTNV感染可阻断NICD入核进而抑制Notch信号活化的生物学现象;其次,一方面,利用γ分泌酶抑制剂DAPT阻断Notch信号活化,在此基础上构建细胞感染模型,借助q PCR及免疫印迹等方法,分别在核酸及蛋白水平明确HTNV复制情况,并检测干扰素(IFN)下游ISGs分子的产生水平,结果提示抑制Notch信号可促进HTNV复制,但不影响ISGs分子表达;另一方面,利用过表达质粒上调NICD以激活Notch信号,在此条件下构建细胞感染模型,检测病毒复制及ISGs分子产生水平,结果表明过表达NICD可显著抑制HTNV复制,但不影响ISGs分子产生,上述结果提示,Notch信号通过干扰素非依赖的方式发挥抗病毒作用;最后,在过表达NICD的基础上构建细胞感染模型,通过免疫印迹、q PCR等方式检测Notch信号对自噬、N-6甲基化修饰(m~6A)等生物学进程的影响,结果表明,激活Notch信号不影响自噬信号启动关键蛋白Beclin1及底物分子p62的表达,但可显著促进m~6A关键“写入子”METTL14的产生,提示Notch信号可能通过调控病毒核酸的N-6甲基化修饰来发挥抗病毒作用,但其具体分子机制仍有待深入研究。综上,本研究借助免疫荧光、免疫印迹、q PCR、分子克隆等实验手段,明确了HTNV-靶细胞互作过程中Notch信号的抗病毒作用,并初步揭示该抗病毒作用不依赖干扰素或自噬通路,而与m~6A修饰有关,为HFRS建立新的抗病毒疗法奠定了基础。
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