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人博卡病毒(HBoV)是2005年新发现的人类病毒,目前全世界多个国家已经检测到HBoV,被感染的人群主要是婴幼儿。越来越多的证据表明该病毒感染与呼吸道及肠道疾病有关,目前迫切需要弄清HBoV致病的机制。天然免疫反应是机体对抗病毒入侵的第一道防线,而干扰素介导的抗病毒系统是宿主最重要的天然免疫防御系统。很多病毒编码的蛋白能够抑制干扰素生成,病毒对干扰素抵抗能力的强弱与其致病性和宿主范围直接相关。目前尚没有关于HBoV抑制干扰素生成的报道,在这样的背景下,本文对HBoV在抑制干扰素生成中的作用进行了研究。
第一章介绍了HBoV的最新研究进展,对干扰素的生成机制和病毒抗干扰素的机制进行了综述。
第二章研究了HBoV NP1蛋白在抑制干扰素生成中的作用。本章首先采用IFN-β启动子的荧光素酶双报告系统验证HBoV的两个非结构蛋白NS1和NP1对干扰素生成的影响,结果表明NS1和NP1蛋白都具有抑制IFN-β生成的能力,并且NP1蛋白的抑制能力远强于NS1。IRF-3与NF-κB是干扰素生成通路中两个重要的转录因子。通过IFN-β启动子的荧光素酶双报告系统发现,NP1蛋白可以抑制RIG-Ⅰ和IPS-1对IFN-β表达的激活。进一步实验发现NP1蛋白可以抑制TBK-1和IKKε介导的干扰素的激活以及PRD(Ⅲ-Ⅰ)启动子活性,这表明NP1蛋白可以抑制IRF-3信号通路。此外,NP1蛋白可以抑制仙台病毒、IKKα和IKKβ介导的NF-κB信号通路的激活。虽然NP1可以抑制IRF-3信号通路,但是并不抑制IRF-3的激活,包括IRF-3的磷酸化、二聚体的形成以及向核内的转运。后续实验证明NP1可以与IRF-3竞争结合到IFN-β启动子的PRD(Ⅲ-Ⅰ)区域。生物信息学分析发现NP1的DNA结合域很可能位于其N端,依据该分析结果,我们构建了一系列NP1N端缺失的突变体。IFN-β启动子的荧光素酶双报告系统验证了NP1N端缺失突变体对IFN-β生成的抑制作用,结果表明缺失N端序列的NP1对IFN-β生成的抑制作用有所减弱,而且随着缺失片段长度的增加,突变体抑制干扰素生成的能力也越来越弱。
第三章研究了HBoVNP1与IRF-3的相互作用,并且初步探讨了这两者之间相互作用在免疫调节中的意义。本章首先通过免疫共沉淀证实NP1与IRF-3之间存在相互作用,而且两者的相互作用不依赖于IRF-3的磷酸化和二聚体形成。IRF-3的DNA结合域位于N端,参与CBP共激活因子相互作用的结构域位于C端。第二章生物信息学预测结果表明NP1的DNA结合域很可能存在于N端,我们依据这些信息分别构建了NP1和IRF-3的突变体并通过免疫共沉淀确定参与两者相互作用的区域。结果表明NP1 C端第110位至190位氨基酸之间的区域是其与IRF-3相互作用所必需的;IRF-3 N端前197个氨基酸是其与NP1相互作用所必需的。进一步采用免疫共沉淀证明NP1可以干扰IRF-3-CBP复合体的形成。
综上所述,本文研究了HBoVNP1蛋白在抑制宿主天然免疫中的作用,首次证明HBoV NP1可以同时抑制IRF-3和NF-κB信号通路,进而抑制干扰素的生成。NP1可以与IRF-3竞争结合IFN-β启动子,而且NP1可以与IRF-3相互作用并抑制IRF-3-CBP复合体的形成。本论文为进一步深入研究HBoV与宿主天然免疫系统相互作用提供了基础,也为阐明HBoV的致病机理提供了理论依据。