早年的研究发现,锌离子在体内和体外均表现出抗病毒活性。人们已经将锌离子添加至杀微生物剂(Microbicide)中,制成生殖道抗病毒外用制剂,用于预防病毒的性传播。但到目前为止,对于锌离子抗病毒机制的研究鲜有报道。在本文中,我们首先研究了两个锌离子载体(Zinc ionophore):二硫代氨基甲酸吡咯烷(Pyrrolidine dithiocarbamate,PDTC)和轻基吡啶硫酮(Pyrithione,PT)抗人单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus, HSV),结果发现锌离子载体可以通过抑制细胞的泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-proteasome system, UPS)来抑制病毒的复制。先前的一系列研究证明,许多病毒会“绑架”宿主细胞的UPS,帮助自身完成生命周期。在本文中,我们将首先初步讨论UPS对于病毒复制的影响,继而研究UPS通路中的其他组成元素,如其他泛素样标签等对于病毒复制的影响。最后,我们着重关注了一个与蛋白酶体结合的去泛素化酶USP14在病毒感染中的作用,初步提出了其发挥功能的机制。本文主要研究结果如下:1.我们报道了 PDTC和PT可以抑制HSV-1和HSV-2的复制。并且这两类化合物都可以通过抑制HSV的极早期基因(ICP4)和晚期基因(gD)来抑制病毒感染颗粒的形成。PDTC和PT均为Zn2+载体,我们发现,PDTC和PT抗HSV效应都依赖于培养基中Zn2+的存在。并且这两个化合物可以抑制病毒介导的NF-κB的激活(抑制病毒介导的IκB-α的降解以及p65的入核)。深入的研究发现,PT和PDTC可以介导锌离子的细胞内流(Zn2+Influx),而细胞内Zn2+浓度的增加可以直接影响26S蛋白酶体的活性。这也暗示我们,早期人们发现的Zn2+具有抗病毒作用的机制可能与细胞蛋白酶体通路有关。同时,我们还发现,锌离子载体可以抑制病毒介导的PML (Promyelocytic leukemia protein)的降解,其中也暗示这个过程可能与抑制蛋白酶体的功能有关。2.之后我们研究了泛素(Ubiquitin,Ub)对于病毒感染的影响。利用Ub的显性负突变体(Dominant negative mutant)研究了病毒复制的效率,发现过表达Ub的突变体可以有效的抑制病毒极早期和晚期基因的表达。我们也研究了 HSV病毒感染对于26S蛋白酶体中组分的蛋白质的表达量的影响,发现并没有作用。免疫荧光实验发现,ICP0可以和Ub以及蛋白酶体相关蛋白发生共定位,并且随着感染的持续,蛋白酶体逐渐在细胞质内集中聚集,形成明显的聚集点。我们还考察了 REGγ与病毒复制的关系,通过RNAi和显性负突变蛋白的表达,我们发现REGγ对于病毒的复制没有任何影响。另外我们也考察了两种常见的泛素样蛋白SUMO和NEDD8,RNAi Knockdown这两种蛋白可以抑制HSV的复制,证明病毒复制不仅需要依赖泛素标记,还可能和其它的标记并介导蛋白酶体降解有关。最后,利用PYR-41和WP1130分别抑制E1泛素连接酶和去泛素化酶(deubiquitinatingenzyme,DUB)发现,这两种抑制剂可以抑制HSV的复制,说明完整的UPS通路对于病毒复制是必需的。3.最后,我们研究了 USP14在HSV病毒复制中的作用。干扰USP14的表达可以抑制HSV病毒的复制和蛋白的表达。我们随后研究了其它2种26S蛋白酶体结合的DUBs: UCH37和Rpn11对于HSV病毒复制影响,发现USP14介导病毒复制与其去泛素化酶活性无关。进一步的研究发现,USP14抑制IRE1的活性,而IRE1的活化可以抑制HSV病毒的复制。并且下游的XBP1的过表达或是ERAD对于病毒的复制也具有同样的效应。因此,我们判断,USP14可以连接细胞UPS与内质网应激效应(Endoplasmic reticulum stress)引起的UPR,通过它的作用调控这两个通路的相互协调和平衡;并且IRE1-XBP1通路的激活可以抑制HSV病毒的复制。