ABTB1调控流感病毒复制的分子机制研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaoyie
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A型流感病毒(Influenza A virus,IAV)是一种重要的流行性病原,也是一种具有囊膜包裹且基因组分节段的RNA病毒,它能够诱发和引起急性呼吸道传染性疾病,严重威胁世界公共卫生健康并造成巨大经济损失。流感病毒入侵宿主细胞的过程依赖细胞内的众多宿主因子,发掘并鉴定调控流感病毒复制的宿主因子可以为抗流感病毒药物的研发提供参考依据。锚定蛋白重复和BTB包含域1(Ankyrin repeat and BTB/POZ domain-containing protein 1,ABTB1)是本实验室通过small interfering RNA(si RNA)文库筛选得到的可能影响流感病毒复制的宿主因子。为探究ABTB1与流感病毒复制之间的关系,本研究采用si RNA干扰技术、CRISPR/Cas9构建敲除细胞系技术以及p QCXIN构建过表达细胞系技术验证ABTB1蛋白表达的变化对流感病毒增殖滴度的影响。研究发现,si RNA干扰下调ABTB1蛋白表达或者CRISPR/Cas9敲除ABTB1基因后,流感病毒增殖滴度均显著降低;而过表达ABTB1蛋白后流感病毒增殖滴度显著升高,表明ABTB1蛋白与流感病毒增殖滴度呈正相关。进一步利用激光共聚焦技术观察ABTB1蛋白对流感病毒生命周期的影响,发现si RNA干扰下调ABTB1蛋白表达和敲除ABTB1基因后均显著抑制流感病毒入侵的早期阶段,而过表达ABTB1蛋白后显著促进流感病毒入侵的早期阶段。通过逐一排查流感病毒入侵宿主细胞的早期阶段,即吸附、内吞、膜融合、脱衣壳和入核过程,本研究发现ABTB1蛋白不影响流感病毒入侵宿主细胞的吸附、内吞、膜融合和脱衣壳过程,而正向调控流感病毒v RNP入核过程。流感病毒vRNP入核过程主要由NP蛋白介导完成。本研究发现ABTB1蛋白不与NP蛋白互作,因此ABTB1蛋白对v RNP入核的调控是一种间接调控。免疫共沉淀与质谱鉴定试验表明三体基序4(Tripartite motif-containing protein 4,TRIM4)蛋白为ABTB1蛋白互作宿主因子。体外瞬时过表达TRIM4蛋白显著抑制流感病毒复制,而si RNA干扰下调TRIM4蛋白表达和CRISPR/Cas9敲除TRIM4基因均显著促进流感病毒复制。进一步研究表明,与ABTB1蛋白相反,TRIM4蛋白能够负向调控流感病毒v RNP入核,其内在机制是TRIM4蛋白与流感病毒NP蛋白互作并通过K48泛素蛋白酶体系统降解NP蛋白。最后,本研究探究了ABTB1蛋白与TRIM4蛋白之间的调控关系。结果表明ABTB1蛋白可以降解TRIM4蛋白,而TRIM4蛋白可以提高ABTB1蛋白的表达。进一步研究发现ABTB1蛋白可以通过蛋白酶体途径降解TRIM4蛋白,并且ABTB1蛋白靶向降解TRIM4蛋白可以回补TRIM4蛋白对流感病毒NP蛋白的降解及流感病毒增殖滴度。在质谱鉴定结果中,真核翻译延长因子1A2(Elongation factor 1-alpha 2,e EF1A2)也是ABTB1蛋白的互作因子。文献报道分选连接蛋白16(Sorting nexin-16,SNX16)可以通过与e EF1A2蛋白互作阻止e EF1A2蛋白降解并激活c-Myc通路,但是SNX16蛋白是否参与调控流感病毒复制尚未可知,而且ABTB1蛋白在SNX16蛋白与e EF1A2蛋白互作关系中的作用也不明确。本研究发现过表达SNX16蛋白可以显著抑制流感病毒复制;同时,表达SNX16蛋白的不同标签质粒均明显表达两条带。研究发现,当SNX16基因的144位点由R突变为A时,SNX16表达质粒只表达一条带,说明SNX16蛋白的R144位点是其表达两条带的关键氨基酸位点。共聚焦试验结果表明R144A突变使SNX16蛋白在A549细胞中的分布由点状聚集分布变为弥散分布。此外,SNX16R144A突变可以部分回补流感病毒的增殖滴度,且SNX16蛋白影响流感病毒入侵的早期阶段。综上所述,本研究揭示了宿主因子ABTB1可以通过蛋白酶系统降解TRIM4蛋白,从而阻止TRIM4蛋白降解流感病毒NP蛋白,最终实现对流感病毒v RNP入核的正调控效应;此外,SNX16蛋白可以通过影响病毒入侵的早期阶段显著抑制流感病毒的复制;SNX16 R144位点的突变会影响其表达和分布并减弱其对流感病毒的抑制作用。本研究为抗流感药物的研发提供了新的思路。
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