mir-30a和PML通过调节自噬影响肠道病毒71的复制的机制研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:power400ljf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
肠道病毒71型是一种嗜神经病原体,能够引起具有严重神经症状的手足口病。然而目前我们对肠道病毒71型感染的发病机制的认识,特别是传播方式和途径,了解的仍然有限;而且,当前国内还没有有效的预防方式和精准的治疗方法来应对EV71的爆发,从而使得EV71成为在东南亚地区最紧迫的公共健康问题。深入的研究EV71与宿主之间的相互作用,可以为我们寻找治疗手足口病的解决办法提供有意义的理论支撑。以前的研究表明在体外和体内实验中,EV71感染可以诱导自噬,增强病毒复制,但没有解决具体的机制问题。越来越多的证据也表明,自噬,以病毒特异性的方式,来帮助病毒复制。我们在研究中发现EV71可以通过调控mir-30a和PML,可以诱导自噬,为病毒的复制提供有力的条件。在这项研究的第一部分实验,首先我们报告EV71感染人类口腔癌上皮细胞(Hep2)和非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)可以诱导自噬,这将有利于EV71病毒复制。我们研究的机制揭示EV71感染可以导致细胞内mir-30a的减少,而miR-30a可以抑制Beclin-1,Beclin-1是一种关键的自噬促进基因,在自噬体形成的早期起重要作用。同时我们提供了进一步的证据,通过过表达或抑制mir-30a来调节细胞内mir-30a水平,mir-30a可以靶向beclin-1,直接通过调节自噬活性分别抑制或促进EV71复制。在这项研究的第二部分实验的研究工作里,我们重点研究了宿主细胞内的PML可以通过抑制自噬的形成,从而负向调控EV71复制。PML(promyelocytic leukemiaprotein),又叫早幼粒细胞白血病蛋白,是维持PML核体结构的骨架蛋白。PML的缺失在肿瘤细胞中可以诱导自噬的产生,可以为肿瘤细胞的生长提供有力的生长环境。通过抑制肿瘤细胞的自噬环境,提高肿瘤细胞进行放疗和化疗的效果。同时大量研究表明PML蛋白具有很广谱的抗病毒能力,尤其是在DNA病毒报道很多,而在RNA病毒方面的报道很少。目前,PML和PML核体与EV71的相互作用关系尚未有报道。一方面,PML蛋白在病毒入侵宿主细胞的早期起着拮抗病毒复制的作用;另一方面,PML基因受干扰素的调控,在干扰素的作用下,PML蛋白表达增加,抑制病毒复制的能力增强。PML蛋白和PML核体作为宿主细胞的限制性分子成为宿主细胞抗击外来微生物侵袭的天然免疫系统的重要组成之一。相应地,各种病毒也在自身进化的过程中,进化出各种机制来逃逸PML蛋白和PML核体的抗病毒活性。事实证明,许多病毒会“逃逸”宿主细胞的PML的攻击,从而帮助自身完成生命周期。最后,我们着重关注了 EV71编码的蛋白酶3C通过降解PML来破坏PML核体形成从而来逃逸PML在病毒感染中的抗病毒作用。本论文主要研究结果如下:1,在研究内容的第一部分:(1)我们确定了 mir-30a,通过调节EV71诱导的自噬而抑制EV71复制。同样重要的是,宿主细胞内mir-30a的下调促进EV71复制,表明这种microRNA在EV71诱导的自噬体形成中发挥重要作用。(2)首先EV71病毒感染Hep2和Vero后可以诱导自噬。为了进一步证实EV71感染确实诱导自噬,通过Western分析在Hep2和Vero细胞中确定自噬现象的存在,检测了自噬特异性蛋白标记物Beclin-1和LC3。(3)EV71感染下调了宿主细胞内mir-30a的水平。而mir-30a靶向抑制Beclin-1的表达。过表达mir-30a可以通过抑制自噬的过程从而抑制了 EV71病毒复制。为了进一步说明miR-30a对EV71复制的影响,用antag-mir-30a转染Hep2细胞来抑制miRNA-30a表达。抑制mir-30a可以促进EV71病毒的复制。2,在研究内容的第二部分:(1)我们首先采用了 siRNA技术,靶向下调PML,通过免疫印迹和QPCR方法检测,HeLa细胞里下调PML之后,再被EV71病毒感染;与siNC处理组相比,siPML处理组的EV71病毒复制显著增加。同时我们用PML完全敲除的细胞系PML-/-和野生型PML+/+相比较,EV71病毒在PML+/+细胞系里的复制能力明显增强。得到结论,确认了 PML在病毒复制的过程里所承担的抑制病毒复制的能力。(2)因为PML在mRNA水平的选择性剪切导致了 PML的不同亚型的形成。不同的亚型在病毒复制的过程中承担的角色也是不同的。我们在HeLa细胞过表达了六个不同亚型的PML质粒,分别被EV71病毒感染24小时以后,收集了病毒上清。并用TCID50的方法检测了每个PML亚型所对应的病毒上清。结果显示PMLⅢ和PMLⅣ过表达后显著抑制了子代EV71病毒的复制,而其它亚型PML(PMLⅠ,PMLⅡ,PMLⅤ,PMLⅥ)所对应的子代病毒的复制和对照组相比,并没有发生明显变化。(3)PML可以抑制自噬过程的发生,而EV71病毒的复制过程需要自噬的支撑。所以我们推测敲除PML后,在宿主细胞内诱导了一定的自噬水平,自噬的环境为EV71的复制提供了一个有利的环境促进了 EV71病毒的复制。我们比较了在表达了 GFP-LC3的HeLa PML+/+和HeLa PML-/-细胞里感染病毒组和未感染病毒组里自噬小体形成。感染24小时后,我们用免疫荧光实验观察到在感染组里自噬小体的形成在HeLa PML-/-里面高于HeLa PML+/+。我们也用免疫印迹实验检测了 LC3Ⅰ向LC3Ⅱ转变的比例,发现LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的水平在HeLa PML-/-里面高于HeLa PML+/+。(4)我们通过激光共聚焦的实验观察到EV71感染HeLa细胞的过程中细胞核内PML核体数目减少,甚至消失。通过免疫印迹实验检测HeLa细胞和293T细胞在EV71感染的过程中PML蛋白的表达;PML蛋白在病毒感染的过程中不断的被降解。同时在IFN-β预处理的HeLa和293T细胞后,PML表达水平上调后,被EV71病毒感染后,24小时后检测PML蛋白的表达水平。免疫印迹实验结果显示在IFN-β处理后HeLa细胞和293T细胞里,EV71感染后的PML蛋白水平下降,随着EV71感染MOI增加,PML蛋白的降解水平增加。(5)最后,我们研究了 PML在EV71病毒复制中降解的机制以及PML核体是如何被破坏的。利用蛋白酶体的抑制剂epoxomicin和MG132阻断蛋白酶体功能后,没有达到挽救由于EV71感染引起的PML的降解的命运,同时也没有拯救由于EV71感染引起的PML核体的破坏。所以我们推论PML的降解不依赖于蛋白酶体途径。(6)EV71病毒编码蛋白酶有2A和3C两种。PML的降解和PML核体的破坏是通过蛋白酶3C而不是蛋白酶2A。综合上述的结果,我们可以得出这样的结论,细胞内的诱导自噬环境的产生可以通过多种方式,包括调控mir-30a和PML。在EV71感染的过程中,其一可以通过调控mir-30a靶向自噬基因beclin-1的水平,从而促进病毒的复制;其二EV71病毒可以通过降解宿主蛋白PML的水平来诱导自噬水平的提高,从而促进病毒的复制。无论是从mir-30a方式还是宿主蛋白PML,两者都是EV71在进化过程中,通过不同作用方式来调控自噬水平,提供一个有利于病毒复制的环境。同时在抵御宿主天然免疫的过程中,病毒通过调控宿主细胞内的多种因素来达到创造一个有利于病毒自身增殖的条件。
其他文献
线粒体是真核细胞中氧化还原和能量转换的重要场所。绝大多数细胞生命活动所需的能量都依赖线粒体。它主要通过氧化磷酸化的方式将从食物摄取的能量转变为有机体可以直接利用的ATP形式。解偶联蛋白(Uncoupling proteins,UCPs)是发现于线粒体内膜上的一种能够引起跨膜电化学梯度部分耗散以及ATP合成过程中底物氧化解偶联的非常重要的膜蛋白。解偶联蛋白2(Uncoupling protein 2
学位
阿尔茨海默病(AD)是最主要的痴呆类型,淀粉样蛋白(Aβ)沉积及神经纤维缠结是其特征病理改变。AD是一个逐渐进展性的疾病,主观认知障碍(SCD)和轻度认知障碍(MCI)是其早期阶段,在临床上构成正常认知→SCD→MCI→AD的疾病过程。大量临床试验表明,AD晚期药物治疗无效,因此早期诊断至关重要。美国国立衰老研究院和阿尔茨海默病协会在2018年提出的AD生物标志物分类体系中,强调了 Aβ在AD早期
学位
克罗恩病(Crohn’s disease,CD)是一种慢性炎症性肠病,其机制未明。而且CD发病率在我国逐年提高。尽管CD的药物治疗已经取得了一定的进展,尤其是生物制剂的应用使CD的缓解率明显提高,但是仍然有75%的CD患者需要手术切除肠管来缓解症状。淋巴管系统在CD的发生和发展过程中起到了至关重要的作用。肠淋巴管系统担负引流淋巴液、细菌、病毒、炎症细胞和消化的脂质的功能。淋巴引流是抗原和炎症细胞转
学位
交通基础设施互联互通带来的“时空压缩”效应,在推动社会经济发展过程中发挥着基础性作用。第二次世界大战后,伴随着经济全球化和区域经济一体化的快速推进,全球交通基础设施得到了迅速发展,有效地降低了运输成本、促进了国际生产要素有序流动,逐渐成为推动全球贸易增长的重要动力。2013年共建“一带一路”倡议提出,设施联通和贸易畅通作为其重点的建设内容。从跨境交通可达性视角切入,系统分析“一带一路”交通发展对国
学位
自由基是一类在价电子层含有不成对电子的分子或者分子片段(原子或者原子基团)或离子。自由基广泛存在我们生活的方方面面,在材料科学,生物医药,等方面应用广泛。因此研究和利用自由基非常重要。由于含有不成对电子,自由基很活跃,大多数自由基的寿命都非常短,极易发生各种反应(如氧化、夺氢、歧化反应、二聚等)。如何稳定短寿命的自由基是该领域的重大关键问题。稳定自由基对反应机理的研究和结构化学等领域的理解,起着关
学位
中国在改革开放后进入了一个经济快速发展时期,城市化和工业化程度日益增强。与此同时,伴随经济发展而来的环境污染问题也日益严重。多环芳烃和重金属作为环境中重要的污染物,在各种环境介质中日益累积。多环芳烃和重金属通过大气扩散、流水运输等各种途径进入周围环境中,经过与人体皮肤和呼吸的直接吸收、手口的间接输入等进入人体,给人体健康带来严重威胁。多环芳烃和重金属在沉积环境中相对稳定,由于水体缺氧和密闭环境而难
学位
镉(Cd)是我国近海典型的重金属污染物之一,贝类一般通过水环境和摄食途径在体内积累Cd。相较于其他水生生物,贝类可以对Cd超富集,导致贝类产品不合格的因素主要是Cd超标。本论文旨在研究Cd胁迫下厚壳贻贝体内抗氧化应激及组织形态学变化、金属离子内稳态平衡的变化、Cd赋存形态的变化规律及蛋白组的变化,进而阐释厚壳贻贝中Cd的毒理学机制及富集机理,从而为Cd的风险评估和贝类食品安全容量的确定提供依据。通
学位
本文是一篇探讨画家观看方式的论文。在这里并不是对“观看”问题做全方位的研究,而是主要探讨围绕绘画创作的一系列观看问题,包括画家具体绘画创作过程中的观看,由绘画作品所联系起来的创作者与观众之间的观看方式传播,以及时代与社会的发展对艺术家观看方式的影响等问题。力图探讨集中在绘画过程以及作品中的视觉感知与视觉表现的丰富性和复杂性。希望这种针对创作过程内部的观看方式的研究,以及外部因素对绘画观看方式影响的
学位
目的:本研究通过对课题组早期miRNA芯片和circRNA芯片检测结果的分析,找到了一个新的circRNA分子,继而对该分子调控胃癌生物学行为的机制进行了深入的研究,发现了一条竞争性内源RNA(Ce RNA)通路,为胃癌早期诊断和治疗提供了新的靶点和思路。研究方法:1.课题组前期从8对早期胃癌组织与癌旁组织配对样本的miRNA芯片获得31个差异表达的miRNA,通过q RT-PCR和琼脂糖凝胶电泳
学位
城市化作为人类活动对水循环影响的重要表现形式,所引起的水文效应已成为水科学领域的研究热点,其中的暴雨洪涝问题成为关注焦点。目前,国内外学者已在城市化水文效应方面开展了众多工作,为后续研究提供了借鉴。尽管如此,现有研究多集中在单一人类活动要素(如土地利用变化)引起的洪水响应,较少关注城市化地区不同人类活动与洪水的相互作用,对多要素引起的洪水变化缺乏定量分析与实证研究。近三十年来,随着我国东部平原水网
学位