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目的: 1.证实HCMV感染THP-1源性巨噬细胞后可被AIM2识别,诱导AIM2炎性体活化; 2.应用siRNA干扰技术,研究HCMV感染THP-1源性巨噬细胞所致炎性体相关分子事件,以明确HCMV诱导的炎性体活化是否依赖AIM2蛋白; 3.探索HCMV被膜蛋白pUL83与AIM2蛋白之间的相互作用; 4.明确pUL83-AIM2相互作用对AIM2炎性体通路的影响。 方法: 一、HCMV感染THP-1源性巨噬细胞诱导AIM2炎性体活化 1. PMA(100 ng/ml)刺激培养THP-1细胞24 h获得THP-1源性巨噬细胞; 2. HCMV AD169毒株感染 THP-1源性巨噬细胞(MOI=1)后1h、3h、6h、12h、24 h、48 h和96 h收集细胞培养上清,同时设立模拟感染对照组;poly(dA:dT)(1g/ml)转染THP-1源性巨噬细胞24 h作为阳性对照组; 3.取各时间点培养上清,应用ELISA检测细胞因子IL-1p和IL-18浓度以评估AIM2炎性体活化状态;应用LDH检测试剂盒检测LDH含量以评估细胞死亡情况; 4.收集感染后1h、6h、24h各组细胞,提取总蛋白,应用免疫共沉淀实验检测HCMV感染后AIM2与ASC蛋白的结合。 二、AIM2基因沉默对HCMV诱导的炎性体活化和病毒基因转录的影响 1.应用AIM2特异性siRNA转染THP-1源性巨噬细胞72 h,得到AIM2沉默的巨噬细胞(S+),同时用无关siRNA(Stealth negative control L O G C)转染THP-1源性巨噬细胞,得到模拟沉默对照细胞(S-); HCMV AD169毒株分别感染S+和 S-(MOI=1),即S+/V+和 S-/V+,同时设立模拟感染对照组,即S+/V-和S-/V-; 2.感染/模拟感染1 h、6 h、24 h后收集四组细胞总蛋白,采用Western-blot检测AIM2、pro-caspase-1、p10(活化caspase-1片段)、pro-IL-ip和IL-1p的蛋白表达水平; 3.感染1 h、3 h、6 h、12 h和24 h后收集V+组细胞培养上清,应用ELISA检测细胞因子IL-ip和IL-18浓度;应用L D H检测试剂盒检测L D H含量; 三、HCMV被膜蛋白pUL83与人AIM2蛋白的相互作用 1.登陆NCBI GenBank网站,查询HCMV AD169毒株UL83基因序列和人源AIM2基因序列,设计合成扩增全序列的特异性引物以扩增两个目的基因; 2.应用In-fusion技术将目的基因UL83和AIM2分别插入到p M载体和pVP16载体中,得到pM-UL83和pVP-AIM2重组表达载体,理论上可分别表达D N A BD-pUL83和AD-AIM2重组蛋白; 3.应用钙转染法将pM-UL83和pVP-AIM2转染到HEK293T细胞中,72 h后收集细胞提取总蛋白,应用Western-blot技术检测两个重组表达载体的表达情况; 4.应用钙转染法将pM-UL83、pVP-AIM2和分泌型碱性磷酸酶(SEAP)报告基因一同转染到HEK293T细胞中,72 h后收集细胞培养上清和细胞,应用化学发光法检测上清中SEAP浓度;提取细胞蛋白应用免疫共沉淀法检测两重组蛋白的结合; 四、pUL83与AIM2蛋白结合对AIM2炎性体通路的影响 1.登陆NCBIGen Bank网站,查询人源ASC、 caspase-1和IL-ip基因,设计合成全序列特异性引物以扩增目的基因。应用In-fusion技术将ASC、caspase-1和IL-ip基因(保留终止密码子)分别插入到pDsRed-N1载体中,理论上,三个重组载体分别表达ASC、pro-caspase-1和pro-IL-ip蛋白; 2.将pVP-AM2和ASC、caspase-:l和IL-ip重组表达载体共转染至HEK293T细胞中,命名为rHEK293T细胞,72 h后应用Western-blot检测AIM2、ASC、pro-caspase-1和pro-IL-ip蛋白的表达; 3. poly(dA:dT)转染rHEK293T6 h和24 h后提取细胞总蛋白;p M-U L83重组表达载体转染rHEK293 T细胞后转染poly(dA:dT)6 h和24 h后提取细胞总蛋白。Western-blot检测 AIM2、ASC、pro-caspase-1、p10、pro-IL-ip和IL-ip的蛋白水平; 4. ASC、caspase-1和 IL-ip重组表达载体共转染至H E K293 T细胞中,命名为rHEK293T( AIM2-)细胞,重复方法3中的实验。 结果: 一、HCMV感染THP-1源性巨噬细胞诱导AIM2炎性体活化 1. HCMV感染THP-1源性巨噬细胞后,IL-1p和 IL-18释放量随着感染时间的推移而增加,前者自感染后12 h起明显高于感染前水平,后者在感染48 h后明显高于感染前水平,差异有统计学意义;感染组LDH含量在感染后3h,48h和96h时较模拟感染组增高,差异有统计学意义; 2.在HCMV感染THP-1源性巨噬细胞后1?24h期间,AIM2与ASC蛋白相结合。 二、AIM2基因沉默抑制HCMV诱导的炎性体活化和病毒基因转录 1. AIM2蛋白:S-细胞感染HCMV后6h,AIM2蛋白含量较感染前明显升高,感染后24 h下降;S+细胞中几乎无AIM2蛋白表达; 2. caspase-1前体与活化片段p10: pro-caspase-1在各组细胞中较稳定表达;V-组细胞无p10表达;S-细胞在感染HCMV后1h可检测到少量p10,6?24 h该片段表达显著增加;S+细胞在感染后1?6 h内无p10表达,感染后24 h可检测到该片段,但显著低于同时间点S-细胞的表达水平,差异有统计学意义; 3. I L-1β前体与成熟IL-1β: S-和 S+细胞感染HCMV后1 h,pro-IL-1β表达量均显著增加并持续至感染后6 h,但在感染后24 h,S-细胞显著下降,S+细胞稍有下降;S-细胞的IL-1β于感染后1 h开始增加,持续至24 h;而S+细胞的IL-1β在感染后1 h和6 h相当于感染前水平,感染后24 h时该蛋白才表达增加,但显著低于同时间点S-细胞的表达水平,差异有统计学意义; 三、HCMV被膜蛋白pUL83与细胞AIM2蛋白发生相互作用 1. pM-UL83和pVP-AM2重组表达载体构建成功且可在HEK293T细胞中表达; 2.双杂交实验检测到pM-UL83、pVP-AIM2和SEAP报告基因在共转染HEK293T细胞后SEAP含量显著增加; 3.免疫共沉淀实验检测到pM-UL83和 pVPAM2的表达产物DNABD-pUL83和AD-AIM2蛋白发生相互作用; 4.免疫共沉淀检测到HCMV感染THP-1源性巨噬细胞后6-12 h,pUL83蛋白同AIM2蛋白发生相互作用。其中,12 h时相结合的蛋白较多;免疫荧光共定位检测到二者共定位于胞质中; 四、pUL83通过结合AIM2蛋白下调AIM2炎性体通路 1.成功构建ASC、 caspase-1和IL-1β重组表达载体;Western-blot检测到rHEK293T细胞可以表达AIM2、ASC、pro-caspase-1和pro-IL-1β蛋白; 2. poly(dA:dT)转染rHEK293 T细胞后,pro-IL-ip蛋白表达量较转染前明显增加, caspase-1活化片段p10以及成熟I L-1β出现;p M-U L83重组表达载体转染rHEK293T细胞后再转染poly(dA:dT)时,pUL83蛋白高表达,然而 AIM2、pro-caspase-1、pro-IL-ip、p10和成熟IL-1β蛋白水平较转染pM-U L83前大幅度减少,ASC蛋白量也有所降低; 3. poly(dA:dT)在有或无pUL83表达的情况下转染rHEK293T(AIM2-)细胞,ASC、pro-caspase-1和pro-IL-ip蛋白水平无变化,且与转染前水平相当;均无p10和成熟IL-ip蛋白表达。 结论: 1. HCMV感染THP-1源性巨噬细胞后诱导AIM2炎性体组装,促进成熟IL-1β和IL-18释放和细胞死亡; 2. AIM2蛋白是介导HCMV感染早期诱导巨噬细胞炎性体活化的必要感受器; 3. AIM2炎性体活化可在一定程度上抑制HCMV的早期和晚期基因转录; 4.在HCMV感染早期,病毒被膜蛋白pUL83可同细胞AIM2蛋白在胞质中结合; 5. pUL83结合AIM2蛋白可负向调节AIM2炎性体通路。