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干扰素诱导跨膜蛋白3(Interferon-induced transmembrane protein 3,IFITM3)是一种由干扰素刺激基因(Interferon-stimulated genes,ISGs)产生的宿主因子,具有广谱抗病毒活性。随着研究的不断深入,研究人员发现IFITM3不仅能抑制病毒感染细胞,还能被某些病毒(如:SARS-Co V-2)劫持,进而增强病毒感染细胞的能力。关于其作用机制,一般认为IFITM3主要通过改变细胞膜的物理特性来发挥功能,如通过改变细胞膜上各种脂质的含量及分布(增加细胞膜的刚性,降低流动性),从而增加病毒囊膜与宿主细胞膜融合的难度;IFITM3的两亲性膜内区,能够改变细胞膜的刚度和曲率,限制病毒与宿主细胞膜融合微孔的形成。但这些观点均是从IFITM3与宿主细胞之间的关系角度来解释其作用机制,并不能完全解释为何IFITM3调控不同的病毒在感染宿主细胞过程中的功能差异。为此,本研究根据囊膜病毒进入细胞过程中主要病毒膜融合蛋白的特征,选择了尼帕病毒(Nipah Virus,Ni V),甲型流感病毒(Influenza A virus,IAV)以及新布尼亚出血热病毒(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus,SFTSV)为研究对象,探究宿主因子IFITM3在调控病毒感染中的作用与机制。其中Ni V F蛋白和IAV HA蛋白均属于Ⅰ型融合蛋白,SFTSV M蛋白属于Ⅱ型融合蛋白。具体结果如下:1.为了便于开展病毒感染相关研究,首先建立了一种增强型假型病毒包装系统,相较于传统的假型病毒包装系统,该系统的报告基因Luciferase表达水平提高了约15倍。随后基于该平台完善了Ni V、H5N9、H7N9、SFTSV以及VSV假型病毒包装体系,通过细胞感染试验分析证实,这些假型病毒均具有感染靶细胞的能力,并表达Luciferase报告基因。此外,本研究利用慢病毒感染的方法,构建了一株诱导型IFITM3过表达细胞系MDCK-Tet3G-IFITM3,该细胞系只有在添加Dox的条件下才可以表达IFITM3蛋白,最佳诱导条件为Dox 5.0μg/m L,诱导时间为24 h,此时过表达IFITM3的细胞阳性率为90.7%。以上两个平台的建立,为后续顺利开展相关研究奠定了基础。2.基于第一部分包装的假型病毒和诱导型MDCK-Tet3G-IFITM3细胞系,进行了假型病毒感染MDCK-Tet3G-IFITM3细胞系的相关研究,结果显示,当IFITM3过表达时显著抑制IAV HA蛋白和SFTSV M蛋白介导的病毒进入宿主细胞,但对尼帕病毒而言,这种作用正好相反,当过表达IFITM3时Ni V G蛋白和F蛋白介导的Ni Vpv进入MDCK细胞的水平相对更高。3.随后通过亚细胞共定位和免疫共沉淀试验分析IFITM3与病毒融合蛋白是否有直接的相互作用关系,试验结果显示,IFITM3与Ni V F蛋白,IAV HA蛋白的HA2亚基、SFTSV M蛋白的Gc亚基具有明显的亚细胞共定位及物理相互作用关系,而与Ni V G蛋白、IAV HA蛋白的HA1亚基、SFTSV M蛋白的Gn亚基没有相关作用关系。4.为了进一步探究IFITM3与病毒融合蛋白互作的具体结构域,我们对IFITM3以及Ni V F蛋白、IAV HA蛋白以及SFTSV M蛋白分别进行截短表达,并通过亚细胞共定位和免疫共沉淀试验进行分析。结果显示,IFITM3的膜内区及跨膜区与Ni V F蛋白的融合肽部分相互作用;IFITM3的跨膜区与IAV HA2亚基的跨膜区相互作用;而IFITM3的膜内区与SFTSV Gc亚基相互作用,且均有亚细胞共定位关系。综上,IFITM3对不同融合蛋白介导的病毒进入的影响不尽相同,本文研究发现IFITM3可促进Ni V G/F介导的病毒进入,但抑制SFTSV M和IAV HA蛋白介导的病毒进入;相互作用研究证实IFITM3与三种病毒囊膜蛋白具有融合功能的亚单位均存在相互作用,但IFITM3与三种病毒囊膜蛋白互作的具体结构域并不完全一致,这可能是IFITM3对不同病毒进入宿主细胞调控能力不同或程度不同的原因之一。该研究揭示了一种IFITM3调控病毒感染的新机制,进一步完善了对IFITM3在机体天然免疫反应中功能和机制的认知,拓宽了IFITM3的应用范围,并为寻找和挖掘针对病毒感染的药物研究提供了新的靶点。