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甲型流感病毒(IAV)是引起大规模流感爆发的主要病原体,对全世界的公共卫生构成了严重的威胁。深入了解病毒与宿主相互作用不仅有助于阐明甲型流感病毒的致病机制,还将推动甲型流感病毒感染防治手段的发展。宿主细胞具有多种针对病毒感染的天然防御机制,其中多数与IFNα刺激基因(IFN StimulatedGene,ISG)密切相关的。新近发现的BST-2(Tetherin/CD317)就属这类可由干扰素诱导表达的宿主因子,可以抑制包括HIV-1在内的多种包膜病毒的释放,从而严重影响病毒的复制。
在本工作中,我们首先证明了过表达BST-2可以有效地抑制IAV/WSN/33毒株在293T、MDCK细胞中的复制。下调Hela细胞中内源BST-2的表达水平不仅明显增强了IAV的复制,同时抑制了干扰素介导的抗IAV天然免疫,表明BST-2在宿主抗流感天然免疫中起着重要的作用。通过蛋白和RNA分析、电子显微观察等多种技术手段,证明了BST-2可以抑制IAV的释放,从而有效地阻止了病毒的复制,并且这种抑制机制不同于BST-2抑制其他包膜病毒机制。突变分析实验表明BST-2的跨膜区和GPI两个功能区对其抗流感活性是必需的,而且抗病毒能力与BST-2特定的氨基酸序列密切相关。免疫共沉淀、BRET、激光共聚焦等实验都验证了BST-2与IAV的M2蛋白相互作用,并影响M2蛋白在细胞中的正常分布,这提示BST-2有可能通过影响M2在IAV释放中的膜剪切功能而干扰病毒的出芽。过表达M2蛋白可以拮抗BST-2抗IAV病毒活性,进一步验证了M2可能是BST-2发挥抗病毒活性的靶分子。
总上所述,本论文首次发现了BST-2抑制IAV病毒的释放,从而抑制IAV病毒在宿主细胞中的复制;并提出了BST-2通过干扰M2生物学活性来实现抗IAV的全新作用机制。同时,该研究表明BST-2可成为抗流感药物的新靶点,为抗流感药物的研发提供一个新的发展方向。