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流感病毒能够引起人类急性呼吸道传染病,具有高度传染性,可以发生流行,甚至是世界范围的大流行,从而严重威胁着人类健康并给社会带来重大经济损失。流感病毒感染涉及病毒与宿主两个复杂生物系统间的相互作用,一方面宿主利用自身防御系统抵制病毒的入侵,另一方面病毒要想方设法绕过宿主的防御屏障,并劫持宿主的细胞机器来完成自己的感染和复制过程。在流感病毒感染过程中,涉及大量宿主因子的参与。因此,探明宿主因子在流感病毒感染与复制过程中所发挥的作用,对于深入了解病毒的致病机理从而寻找合适的抗病毒方案具有非常重要的理论意义和实际应用价值。我们通过筛选发现小G蛋白Cdc42和真核翻译起始因子eIF4B在流感病毒的复制过程中起重要作用,并初步阐明了二者的作用机制。Cdc42是Rho GTP酶家族中的一员,担负着调节细胞骨架、细胞形态、细胞极性以及细胞内物质运输等多种功能。然而Cdc42是否调控病毒蛋白在胞内的转运过程还未见报道。 本研究发现,流感病毒感染A549细胞后,引起Cdc42的特异GTP水解酶ARHGAP21表达水平显著降低,Cdc42活性明显升高。进一步研究发现,Cdc42调控了流感病毒神经氨酸酶(NA)向细胞膜的转运,而Rho家族另外两个重要成员RhoA和Rac1却不参与该过程,因为无论在细胞中过表达二者的持续激活或失活突变体,还是敲低二者在细胞中的表达水平,都不会对NA蛋白的转运产生明显影响。但是,细胞中过表达Cdc42的持续激活突变体或敲低ARHGAP21的表达水平,会明显促进NA蛋白向细胞膜的转运过程。反之,敲低Cdc42的表达水平或过表达ARHGAP21后,转运到细胞膜上的NA蛋白量大大减少。由于NA是流感病毒复制过程中一个关键糖蛋白,它可以催化唾液酸受体水解,协助新生病毒颗粒的释放,所以影响NA蛋白的转运也势必影响到流感病毒的复制。血凝和空斑实验也证实了我们的推测,干扰Cdc42的表达会抑制流感病毒的复制,而干扰ARHGAP21的表达则明显促进了流感病毒的复制过程。eIF4B作为真核翻译起始因子中的一员,在蛋白翻译过程中发挥重要作用。我们发现eIF4B也参与了流感病毒的复制过程。流感病毒感染引起A549细胞和小鼠肺脏、脾脏、胸腺中eIF4B蛋白水平显著降低,但mRNA水平变化不大。经验证,eIF4B蛋白减少是由于流感病毒感染使eIF4B在溶酶体中发生降解导致的。在细胞中干扰eIF4B的表达,会明显促进流感病毒的复制;相反,过表达eIF4B显著抑制了流感病毒的复制。同时,干扰eIF4B的转基因小鼠对流感病毒更加易感,表现为体重下降更快,存活时间更短,器官病变更加严重。最后我们证实,eIF4B通过调控抗病毒因子IFITM3的蛋白表达影响了流感病毒的复制过程。综上,我们第一次发现并阐明了宿主因子Cdc42和eIF4B在流感病毒复制过程中的作用,并对它们的作用机制进行了研究。这些结果加深了我们对流感病毒生命周期以及病毒致病机理的理解,为彻底阐明流感病毒感染与复制的整个调控网络提供了帮助。