Meq蛋白激活PI3K/Akt信号通路调控MDV诱发肿瘤的作用机制研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wo19881026
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鸡马立克氏病(Marek’s disease,MD)是由马立克氏病病毒(Marek’s disease virus,MDV)引起鸡恶性T淋巴细胞肿瘤病。MDV可诱导宿主发生肿瘤并引发严重的免疫抑制,可导致鸡群发生肿瘤或因病毒的混合感染而大批死亡。MD从1907年被发现至今,长期困扰着全球养禽业并且带来巨大的经济损失。疫苗免疫是目前最主要的防控MD的措施,但随着免疫压力及病毒基因组的进化,MDV的毒力有增强的趋势。近年来,在我国乃至全球免疫鸡群仍暴发MD疫情,因此急需深入研究MDV的致病及致瘤的分子机制,为阐明MDV毒力增强并突破疫苗免疫的分子机制及新疫苗的研发等提供重要理论依据。为筛选MDV感染宿主细胞激活的肿瘤相关的信号通路,本研究将分离的MDV强毒株LZ1309感染鸡胚成纤维(chicken embryo fibroblast,CEF)细胞,将MDV感染组与对照组进行转录组测序,随后进行GO功能富集分析和Pathway富集性分析。GO功能分析表明,MDV感染后,CEF细胞信号转导、膜转运、跨膜运输等分子功能的基因表达异常。Pathway富集性分析结果显示,MDV感染CEF细胞上调了与PI3K、p53和MAPK、Fox O等信号通路相关的基因表达,其中PI3K/Akt信号通路与LZ1309感染CEF细胞激活的其它主要信号通路(p53信号通路、MAPK信号通路、Fox O信号通路等)密切相关。我们以PI3K/Akt为切入点,研究这条通路是否在MDV感染过程中激活。MDV LZ1309株在4~6 hpi增加磷酸化Akt蛋白的表达,将PI3K蛋白特异性抑制剂LY294002处理CEF细胞后再感染MDV,发现磷酸化Akt蛋白的表达水平被显著性抑制,说明MDV感染CEF的早期可激活PI3K/Akt信号通路。为了进一步研究PI3K/Akt信号通路在MDV感染的调控作用,通过LY294002阻断PI3K/Akt信号通路。结果显示,阻断PI3K/Akt信号通路可抑制MDV病毒复制并能够促进细胞凋亡。Western blot检测结果显示MDV感染可使Akt蛋白的上下游蛋白p85、GSK-3β和m TOR发生磷酸化。结果表明,MDV感染CEF细胞可激活PI3K/Akt信号通路,促进病毒复制并抑制感染细胞的凋亡。MDV编码的Meq蛋白是致肿瘤的关键蛋白其氨基酸序列含有多个可与PI3K/Akt信号通路中PI3K蛋白的p85亚基相互作用的PXXP基序。上述研究发现MDV强毒株感染可激活PI3K/Akt通路,推测MDV可通过Meq病毒蛋白激活PI3K/Akt信号通路参与肿瘤的形成。为证实这一假说,通过免疫共沉淀技术验证Meq蛋白是否与PI3K的p85亚基直接相互作用。结果证实,Meq蛋白可分别与p85α和p85β亚基相互作用。将构建的真核表达质粒p3×Flag-Meq分别与真核质粒p EGFP-p85α、p EGFP-p85β共转染DF1细胞,经激光共聚焦观察发现Meq蛋白分别与p85α和p85β两个亚基均可在细胞内共定位。将真核质粒p3×Flag-Meq转染于DF1细胞,发现Meq蛋白可激活细胞内的PI3K/Akt信号通路。与亲本株相比Meq蛋白缺失株可显著性降低PI3K/Akt信号通路的激活。实验结果表明,MDV可通过Meq蛋白与PI3K蛋白的p85亚基相互作用,进而参与调控PI3K/Akt信号通路。PI3K/Akt信号通路在很多肿瘤性疾病中发挥重要作用,为研究这条通路是否参与调控MDV引起的肿瘤形成,我们用PI3K特异性抑制剂LY294002处理MSB-1肿瘤细胞,并通过动物实验观察PI3K/Akt信号通路是否在肿瘤组织中活化。结果发现,LY294002可抑制MSB-1细胞的复制,促进细胞凋亡并将细胞周期阻滞在G1期。将LZ1309株感染SPF鸡至60 d剖检,利用免疫组化切片和病理切片检测PI3K/Akt信号通路的相关蛋白。结果显示,发生淋巴细胞浸润的肿瘤组织中可见磷酸化Akt和GSK-3β的活化,经Western blot验证肿瘤组织中磷酸化Akt和GSK-3β蛋白可上调表达。结果表明,在MDV感染鸡引发的内脏肿瘤中可激活PI3K/Akt信号通路,说明这条通路在MD肿瘤形成的机制中发挥重要作用。综上所述,本研究发现了MDV可通过Meq蛋白与PI3K蛋白的p85亚基相互作用,激活宿主细胞内PI3K/Akt信号通路,进而诱导MD肿瘤的发生。为进一步深入研究MDV与宿主细胞相互作用的分子机制和MDV的致瘤机制提供参考。
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