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猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)引起猪的传染性胃肠炎,该病以感染猪的呕吐、严重腹泻和脱水为主要特征,不同年龄的猪均易感,两周龄以内仔猪的感染死亡率可高达100%。TGEV还常与猪流行性腹泻病毒、猪δ冠状病毒等引起腹泻的病毒发生混合感染,给全球养猪业造成了巨大的经济损失。 干扰素(IFN)及其诱导的干扰素刺激因子是宿主抗病毒感染的重要防御机制,为了能有效感染宿主和增殖,很多病毒进化出各种策略拮抗宿主IFN的抗病毒作用,但也有些病毒感染后能诱导干扰素的产生。有研究证实TGEV感染能诱导干扰素的产生,但对其分子机制研究甚少。基于此,本研究对TGEV感染激活IFN-β的分子机制进行了初步探讨,以期为进一步阐明TGEV的免疫机理和致病机制及有效预防和控制TGEV感染提供理论依据。 1.TGEV感染PK-15细胞呈剂量依赖性激活IFN-β Ⅰ型干扰素作为主要的抗病毒效应分子在宿主体内广泛表达,参与宿主免疫调控并诱导抗病毒效应。将TGEV以不同剂量感染PK-15细胞,利用启动子双荧光素酶报告系统检测证实TGEV感染显著激活IFN-β、IRF3和NF-κB,且呈剂量依赖性。说明TGEV感染激活IFN-β可能同时依赖于IRF3和NF-κB转录因子的调控。 2.TGEV编码的非结构蛋白nsp14显著激活IFN-β 许多病毒编码蛋白会参与激活或调节IFN-β信号通路。将TGEV所有编码蛋白的真核表达质粒分别与IFN-β、NF-κB和IRF3启动子荧光素酶报告质粒及内参质粒共转染HEK-293T细胞,双荧光素酶检测证实TGEV编码的非结构蛋白nsp14能显著激活IFN-β和NF-κB,但对IRF3的激活倍数不高,说明TGEV nsp14对IFN-β的激活主要依赖于NF-κB。 3.TGEV nsp14诱导NF-κB活化的分子机制 p65的磷酸化和转核是NF-κB活化的标志,通过Western blot和间接免疫荧光实验,发现TGEV nsp14能够促进p65的磷酸化和转核。进一步将TGEV nsp14的截短突变体和酶活性位点突变体的真核表达质粒和NF-κB启动子荧光素酶报告质粒共转染细胞,荧光素酶活性检测证实nsp14的外切核酸酶活性和N7-甲基转移酶活性都与其诱导NF-κB活化有关。 4.TGEV激活IFN-β的信号通路机制研究 解旋酶蛋白DDX1是新发现的识别受体,研究证实SARS-CoV和IBV编码的nsp14蛋白都能与DDX1相互作用,为了确定TGEV nsp14是否通过DDX1诱导IFN-β及其信号通路。首先通过免疫共沉淀实验和间接免疫荧光实验对nsp14与DDX1是否存在相互作用进行了检测,证实两种蛋白确实存在相互作用。进一步通过超表达或者干扰DDX1,荧光素酶系统分析发现超表达DDX1能够协同nsp14诱导IFN-β产生,而干扰DDX1的作用则相反,表明TGEV nsp14通过宿主蛋白DDX1诱导抗病毒反应。最后通过检测干扰DDX1后TGEV诱导的IFN-β、ISGs和炎症因子产生水平的变化,发现TGEV诱导的抗病毒反应均显著下调,提示TGEV很可能通过nsp14与DDX1的互作介导宿主的免疫识别,从而激活抗病毒反应。 5.DDX1对TGEV增殖的影响初步研究 许多解旋酶蛋白能够通过与病毒编码蛋白互作,帮助或抑制病毒的增殖。为了分析DDX1对TGEV增殖的影响,通过超表达或干扰DDX1,TCID50检测、实时荧光定量PCR和Western blot实验,确定DDX1对TGEV的增殖有一定的抑制作用。 6.TGEV感染对DDX1蛋白表达与定位的影响 病毒与宿主在长期对抗过程中,相互博弈,不断进化出有利于自身增殖的机制。许多病毒能够引起宿主抗病毒增殖蛋白的降解或者定位改变。为了探究TGEV感染对宿主蛋白DDX1的影响,利用Western blot和间接免疫荧光检测TGEV感染不同时间点,DDX1的表达变化及定位分布,确定TGEV感染能够抑制DDX1表达,但对DDX1的定位没有明显影响。