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牛副流行性感冒(Bovine parainfluenza)简称牛副流感,是由牛副流感病毒3型(Bovine parainfluenza virus type 3,BPIV3)引起的一种急性、接触性的呼吸道传染病,主要感染牛的呼吸器官,使得机体的免疫功能下降。该病传播迅速,发病率高,病牛多表现为食欲不振、流涕、咳嗽、发热和呼吸困难等临床症状;也可与其他病毒混合感染,导致牛呼吸道疾病综合征(Bovine respiratory disease complex,BRDC),致使患病动物死亡率大大增加,严重威胁着世界养牛业的发展。针对该病,奶业发达国家目前主要以灭活疫苗和减毒疫苗免疫接种预防,而我国相关疫苗与诊断试剂的研发相对滞后,对该病尚无针对性的防治措施。因此,以我国主要流行株为研究对象,深入研究BPIV3的致病机制,筛选药物靶标,将为加快研制有效的抗病毒药物与疫苗提供理论基础。胆固醇-25-羟化酶(Cholesterol-25-hydroxylase,CH25H)是一种大小为31.6kDa的多跨膜内质网(Endoplasmic reticulum,ER)相关酶,其主要功能是以O2为附加底物,NADPH为辅助因子催化胆固醇产生25-羟基胆固醇(25-hydroxycholesterol,25HC),减少胆固醇积累。近期研究发现,CH25H是一种干扰素刺激基因(Interferon-stimulated genes,ISGs),参与抗病毒天然免疫,主要通过其酶活性产物25HC来发挥抗病毒作用,也可以通过不依赖其酶活性的方式抑制一些病毒的复制。然而,CH25H在副粘病毒感染中的研究甚少并且不深入,在BPIV3中的抗病毒作用尚未见报道。为了探究BPIV3感染对CH25H基因表达的影响以及CH25H基因对BPIV3复制的作用,我们开展了如下探究:(1)BPIV3感染MDBK和Hela细胞,利用qRT-PCR与Western Blot技术,检测发现,CH25H的mRNA表达上调;而CH25H的蛋白表达在BPIV3感染后期显著下调。(2)分别设计IFN-β、CH25H和ISGs的实时荧光定量检测引物,通过qRT-PCR技术,验证poly(I:C)或IFN-β处理MDBK和Hela细胞后对CH25H mRNA表达的影响。结果表明,CH25H在MDBK和Hela细胞中是一种ISG。使用蛋白酶体抑制剂MG132、自噬抑制剂CQ、凋亡抑制剂Z-VAD-FMK和蛋白合成抑制剂CHX处理Hela细胞以及在Hela中过表达病毒基因后,分别检测CH25H蛋白表达的变化。结果表明,BPIV3通过破坏CH25H蛋白的稳定性从而抑制了CH25H蛋白的表达,与上述真核细胞内主要的蛋白质降解途径无关。(3)构建CH25H基因的真核表达载体,在MDBK和Hela细胞中分别过表达和沉默CH25H基因,BPIV3感染后,检测病毒滴度与病毒蛋白HN表达的变化。研究发现,在MDBK和Hela细胞中过表达CH25H均可以显著地抑制BPIV3的增殖复制,而沉默CH25H具有相反的作用。(4)用CH25H的酶活性产物25HC预处理MDBK细胞,BPIV3感染后,在相应的时间内收集细胞样品。以BPIV3 N基因为靶点,通过qRT-PCR绝对定量或相对定量,检测病毒基因组的拷贝数。发现25HC能够抑制BPIV3在MDBK细胞中cRNA和gRNA的合成阶段;将CH25H的酶活性位点突变后,缺失酶活性的CH25H突变体(CH25H-M)也具有一定的抗病毒作用。上述结果表明,CH25H以依赖于其酶活性及非酶活性的方式抑制BPIV3的复制。本文以MDBK细胞作为主要模式细胞,率先发现宿主基因CH25H对BPIV3的抗病毒作用,并初步揭示了其发挥作用的分子机制,为抗BPIV3药物的研发提供了线索和靶标分子。