口蹄疫病毒利用自身蛋白逃逸宿主天然免疫应答的研究进展

口蹄疫（foot-and-mouth disease,FMD）是由口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus,FMDV）感染偶蹄兽所引起的一种急性、热性、高度接触性传染病,FMDV有7个血清型,加之病毒传播迅速,严重影响畜牧业的发展。FMDV为小RNA病毒科、口蹄疫病毒属的唯一成员,其基因组编码4种结构蛋白和10种非结构蛋白。FMDV感染宿主后利用自身蛋白通过多种途径和方式来影响宿主天然免疫应答,从而有利于FMDV复制的微环境。这些策略包括FMDV参与细胞自噬、内质网应激和应激颗粒形成的细胞过程,破坏多种宿主蛋白的功能,如劫持、裂解宿主蛋白或干扰宿主蛋白的表达、去除宿主蛋白的泛素化以及抑制宿主蛋白的磷酸化。这些逃避天然免疫的策略也是目前研究的热点。基于现有的研究结果,作者总结了近几年FMDV蛋白在抑制宿主天然免疫方面的研究进展,以期为FMDV的研究与防控提供参考。     

口蹄疫病毒突破宿主细胞天然免疫应答的机制

口蹄疫病毒(FMDV)感染宿主必须突破天然免疫应答,细胞天然免疫应答是宿主天然免疫应答最关键的组成部分。FMDV只有突破宿主细胞天然免疫才能在细胞内生长、繁殖和传播,为达到这一目的要利用多种途径来抗衡甚至破坏宿主细胞天然免疫应答。然而FMDV突破宿主细胞天然免疫应答的机制至今尚不十分清楚,深入了解FMDV突破宿主细胞天然免疫应答机制,有助于人们进一步认知FMDV致病机理,开发新型疫苗和生物治疗药物以应对口蹄疫的暴发和流行。本文从FMDV感染后宿主细胞的转录和翻译系统,病毒抗原性多肽的递呈、天然免疫细胞功能损伤和免疫病理作用四个方面对FMDV突破宿主细胞天然免疫的机制作以综述。     

口蹄疫病毒结构蛋白抑制宿主天然免疫应答的功能及机制

正口蹄疫是由口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus, FMDV)感染引起偶蹄动物的一种烈性传染病,严重危害我国及世界畜牧业发展。为突破宿主免疫应答,FMDV通过自身编码的多种结构蛋白和非结构蛋白拮抗宿主天然免疫和适应性免疫应答以达到免疫逃逸的目的。FMDV结构蛋白VP1是一种具有结合宿主细胞、诱导体液免疫应答和引起细胞凋亡的多功能蛋白。宿主肿瘤进行性位点2(TPL2)是一种重要的宿主免疫调节蛋白,可以调控宿主干扰素和细胞因子的产生,在天然免疫和获得性免疫中发挥重要作用。     

口蹄疫病毒抑制NOD2蛋白表达及其抗病毒功能的机制

天然免疫系统在病毒感染早期识别和诱发抗病毒反应中发挥重要作用,宿主模式识别受体(PRRs,如RIG-I、Toll和NOD样等受体)识别病原微生物结构上保守组分病原相关分子模式(PAMPs),进而激活下游级联信号通路,诱导干扰素、细胞因子和促炎性因子等产生,激发抗病毒天然免疫。而病毒通过降解天然免疫信号通路分子或抑制其激活,从而抑制抗病毒应答。口蹄疫病毒(FMDV)通过多种蛋白抑制天然免疫,肖少波团队和杜以军团队鉴定了非结构蛋白Lpro和3Cpro,作为水解酶蛋白,抑制RIG-I通路分子的激活,并阐明其抑制天然免疫的机制;郑海学团队鉴定了结构蛋白VP3和非结构蛋白2B和3A等抑制干扰素产生。     

猪RIG-I真核表达载体的构建及其抗口蹄疫病毒作用研究

为研究模式识别受体分子RIG-I是否具有抑制口蹄疫病毒(FMDV)复制的作用,本研究从猪的PK15细胞中提取RNA,通过分段扩增与融合PCR的方法,扩增猪的RIG-I的完整CDS序列,进一步构建猪RIG-I的真核表达质粒。通过Western blotting和间接免疫荧光试验对构建的真核表达质粒进行表达验证,证明其成功表达,同时证明猪RIG-I蛋白定位于细胞的细胞质中。感染试验发现FMDV能够诱导细胞内RIG-I的转录上调,这表明两者间存在着重要联系。过表达试验证实RIG-I具有抑制FMDV复制的作用,而下调表达RIG-I可以促进FMDV的复制,这表明RIG-I在机体抗口蹄疫病毒感染过程中发挥着重要作用。本研究的开展,为进一步探索RIG-I抗口蹄疫病毒的分子机制提供了理论支持;为口蹄疫病毒感染过程中,天然免疫系统抗病毒机制研究奠定了基础。     

科技

正非洲猪瘟病毒抑制宿主天然免疫应答新机制被揭示近日,中国农业科学院兰州兽医研究所口蹄疫与新发病流行病学创新团队研究揭示了非洲猪瘟病毒E120R蛋白靶向调控c GAS-STING通路抑制宿主天然免疫应答的分子机制,为非洲猪瘟基因缺失疫苗研制提供了新的靶点和思路,相关研究发表在《病毒学杂志(Journal of Virology)》上。     

猪黑色素瘤分化相关基因5(MDA5)对口蹄疫病毒感染宿主的影响

为研究猪黑色素瘤分化相关基因5(MDA5)对口蹄疫病毒(FMDV)感染宿主细胞的影响,本研究通过构建含有猪MDA5基因的表达质粒,转染细胞后接种FMDV,检测猪MDA5对FMDV的感染能力的影响。结果显示,重组质粒pCMV-Myc-pMDA5能在PK-15细胞中获得表达,并且上调MDA5基因能够一定程度地抑制FMDV感染。本试验结果表明,MDA5具有一定的抗病毒作用,为研究FMDV逃逸宿主天然免疫的机制奠定了一定基础。     

不同ELISA试剂盒检测感染猪口蹄疫病毒3ABC抗体效果比较

为更准确研究口蹄疫病毒(FMDV)感染猪非结构蛋白抗体变化规律,选取3种不同的试剂盒,分别检测接种O型口蹄疫病毒猪FMDV非结构蛋白3ABC抗体。试验数据表明,人工感染O型口蹄疫病毒猪最早在感染后第5天检测到非结构蛋白抗体,至第7天3ABC抗体全部转为阳性;3种试剂盒检测最早3ABC抗体与症状对应关系有差异,每两种商业试剂盒呈现不同程度的相关性。其中A试剂盒显示出最大的灵敏度,而B试剂盒显示最高的特异性,C试剂盒的敏感性依可疑样品的处理方式而变化,因此对3种试剂盒进行比较,发现A试剂盒更稳定,更适合于猪FMDV非结构蛋白抗体检测。     

口蹄疫病毒3C蛋白酶结构与功能及应用研究进展

口蹄疫病毒(FMDV)3C蛋白酶是FMDV基因组编码中具有酶学活性的病毒产物之一,在FMDV编码蛋白的成熟和子代病毒在宿主细胞体内大量扩增中发挥着重要作用。3C蛋白酶能剪切多聚蛋白,降解特定的蛋白质,是宿主细胞中重要的毒力因子。3C蛋白酶能调控蛋白的转录和翻译,使宿主细胞内的干扰素等多种抗病毒基因低水平表达,使FMDV逃避宿主的天然免疫。论文主要综述了FMDV 3C蛋白酶的结构、生物学功能,并介绍了其在研制新型疫苗中的应用,以期为今后FMDV 3C蛋白酶的研究、新型疫苗的研发提供参考。     

口蹄疫病毒蛋白对先天免疫的影响

正口蹄疫病毒(FMDV)抑制宿主的翻译机制,阻断蛋白质分泌,并裂解与信号转导和先天免疫应答有关的细胞蛋白。FMDV是一种单链阳性RNA病毒,由衣壳和核酸组成,其基因组长度约为8500个碱基,该基因组被一个二十面体衣壳包裹,衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种结构蛋白各60个拷贝组成(图1)。VP1、VP2、VP3折叠成一个八链的楔形β-折叠形成外层     

Gα12蛋白抑制口蹄疫病毒在PK-15细胞上复制

鸟嘌呤核苷酸结合蛋白Gα12参与多种细胞反应的调节,但是在口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV)方面的研究较少。本研究中,用FMDV感染PK-15细胞,发现Gα12的mRNA和蛋白水平都有所上调,预示Gα12可能与FMDV复制存在某种联系,需要进一步研究Gα12蛋白对FMDV在PK-15细胞上复制的影响。为此,在过表达Gα12和干扰Gα12表达的情况下,通过实时荧光定量、Western blot和TCID_(50)检测Gα12对FMDV复制的影响。结果表明,过表达Gα12后,FMDV的mRNA水平、蛋白水平和病毒滴度都有所降低,然而,下调Gα12后,FMDV的复制呈相反的趋势,说明Gα12可以抑制FMDV在PK-15细胞上的复制。本研究首次发现Gα12具有抑制口蹄疫病毒复制的作用,为抗FMDV的研究提供了新思路和理论基础,对FMDV相关研究具有重要意义。     

Gα12蛋白抑制口蹄疫病毒在PK-15细胞上复制

鸟嘌呤核苷酸结合蛋白Gα12参与多种细胞反应的调节,但是在口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus,FMDV）方面的研究较少。本研究中,用FMDV感染PK-15细胞,发现Gα12的mRNA和蛋白水平都有所上调,预示Gα12可能与FMDV复制存在某种联系,需要进一步研究Gα12蛋白对FMDV在PK-15细胞上复制的影响。为此,在过表达Gα12和干扰Gα12表达的情况下,通过实时荧光定量、Western blot和TCID₅₀检测Gα12对FMDV复制的影响。结果表明,过表达Gα12后,FMDV的mRNA水平、蛋白水平和病毒滴度都有所降低,然而,下调Gα12后,FMDV的复制呈相反的趋势,说明Gα12可以抑制FMDV在PK-15细胞上的复制。本研究首次发现Gα12具有抑制口蹄疫病毒复制的作用,为抗FMDV的研究提供了新思路和理论基础,对FMDV相关研究具有重要意义。     

口蹄疫病毒P1结构蛋白和3A非结构蛋白研究进展

口蹄疫病毒(FMDV)P1基因所编码的结构蛋白是FMDV衣壳的主要蛋白,是其主要抗原位点所在的区域,决定着FMDV的抗原性,3A非结构蛋白能与宿主细胞结合,其特征性变化与病毒的表型变化密切相关,影响着宿主嗜性和致病力,P1和3A基因都是FMDV研究的热点。论文综述了FMDV P1和3A基因及其所编码蛋白的结构、抗原特性及其生物学功能的研究现状,为后续FMDV研究提供参考。     

口蹄疫病毒致病机理研究进展

利用经典的生物化学和物理分析手段来研究感染口蹄疫病毒(FMDV)的细胞能揭示FMDV各个蛋白的结构和功能,而通过对FMDV遗传差异的研究可知病毒蛋白的正确结构在病毒的复制和致病中起着重要作用。近年,利用基因工程的方法研究人员可直接验证FMDVRNA结构、编码区和多聚蛋白在FMDV复制和致病的相关推测。     

牛干扰素诱导跨膜蛋白3对口蹄疫病毒感染的抑制作用

为了研究牛干扰素诱导跨膜蛋白3(bIFITM3)对O型口蹄疫病毒(FMDV)的抑制作用,本试验将表达bIFITM3的重组质粒pLV-bIFITM3和表达增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的对照质粒pLV-EGFP分别转染BHK-21细胞,通过嘌呤霉素抗性筛选获得能够稳定表达外源基因的细胞系。用O型FMDV感染稳定细胞系,通过观察细胞病变、噬斑分析和实时荧光定量PCR方法评价bIFITM3对O型FMDV感染的抑制作用。结果表明,成功筛选获得稳定表达bIFITM3与EGFP的BHK-21细胞系,bIFITM3表达后显著抑制FMDV感染BHK-21细胞,且抑制作用在病毒感染循环的早期阶段就已显现。本试验证明bIFITM3在FMDV感染中具有抗病毒作用,为口蹄疫的防控研究提供新的思路和理论依据。     

NLRP3炎症小体对口蹄疫病毒的抑制及其活化机理

口蹄疫(Foot and mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus,FMDV)感染偶蹄动物引起的一种急性、高热、接触性传染病。FMD被誉为畜牧业的“头号杀手”。动物感染FMDV后,会产生明显的炎症反应,引起水疱、高热等临床症状,但FMDV刺激产生炎症反应的分子机制尚未明确。天然免疫系统是宿主抵抗病毒入侵的第一道防线。     

不同试剂盒检测接种FMDV的牛非结构蛋白抗体结果及分析

选取国内外3家不同的研发公司的甲、乙、丙3种试剂盒,利用ELISA方法分别检测了接种A型与O型口蹄疫病毒的牛口蹄疫病毒(FMDV)非结构蛋白3ABC抗体的变化规律。结果:接种A型与O型口蹄疫病毒的牛在感染后第3天发病,这与最早检测出阳性的时间相一致,至第9天3ABC抗体全部为阳性;接种A型口蹄疫病毒的牛与接种O型口蹄疫病毒的牛3ABC非结构蛋白抗体应答有差异。选取的3种试剂盒检测显示,每2种试剂盒呈现不同程度的相关性,并且甲试剂盒显示出最大的灵敏度,而乙试剂盒显示最大的特异性,丙试剂盒的敏感性依可疑样品的处理方式而变化。因此,对3种试剂盒进行比较发现甲试剂盒更稳定,更适合于检测。     

PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞后对Ⅲ型干扰素应答的调控

Ⅲ型干扰素(IFN-λ)是一种新发现的抗病毒因子,在天然免疫和获得性免疫应答方面具有多重功能;猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染后造成猪的免疫抑制状态,Ⅰ型和Ⅱ型干扰素的应答受到抑制,IFN-λ的应答情况还不清楚。为揭示PRRSV感染猪后IFN-λ的应答情况与调控机制,以期进一步揭示PRRSV抑制宿主抗病毒免疫应答的分子机理。利用PRRSV强毒与弱毒株感染猪肺泡巨噬细胞(PAM),通过实时荧光定量PCR(real-time PCR)和Western blot检测IFN-λ在mRNA与蛋白水平的差异,并检测了不同非结构蛋白(NSP)对IFN-λ的调控作用。结果发现PRRSV感染PAM细胞后均在mRNA水平上诱导IFN-λ1和IFN-λ3表达上调,且IFN-λ3比IFN-λ1上调更明显;然而在蛋白水平上二者均为表达下调。人源IFN-λ3比IFN-λ1显示出更强的抑制PRRSV复制的作用,且对强毒株GSWW/15的抑制效果更明显。PRRSV NSP7b和NSP9转染PK-15细胞后能使IFN-λ3的mRNA上调表达,但蛋白水平无变化;而NSP7a对IFN-λ3的mRNA和蛋白水平均无影响,提示NSP7b和NSP9可能通过某种机制抑制IFN-λ3的应答。     

研究揭示非洲猪瘟病毒抑制宿主天然免疫应答新机制

正近日,中国农业科学院兰州兽医研究所口蹄疫与新发病流行病学创新团队研究揭示了非洲猪瘟病毒E120R蛋白靶向调控c GAS-STING通路抑制宿主天然免疫应答的分子机制,为非洲猪瘟基因缺失疫苗研制提供了新的靶点和思路,相关研究发表在《病毒学杂志(Journal of Virology)》上。     

PCBP2促进口蹄疫病毒增殖的机制研究

多聚胞嘧啶结合蛋白2(PCBP2)是一个能特异性结合RNA和DNA Poly(C)片段的蛋白,具有维持mRNA稳定和调节翻译的功能;同时,PCBP2能负调控VISA介导的信号转导通路,抑制Ⅰ型干扰素(IFNs)的产生。前期研究表明,PCBP2能调节口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)的增殖,但具体机制不清楚。作者对此进行了研究,发现:1)免疫共沉淀和GST pull-down试验证实,PCBP2能与FMDV结构蛋白VP0、VP2、2B、2C和3D相互作用;2)进一步用双荧光素酶报告系统试验证明,PCBP2负调控VISA介导的信号通路,并且2C、3D、VP0和2B促进PCBP2的负调控作用;3)通过Western blot试验表明,FMDV VP0蛋白能促进PCBP2对VISA的特异性降解。总之,PCBP2与FMDV VP0相互作用,促进PCBP2降解天然免疫接头蛋白VISA,抑制IFN-β的产生,从而有利于FMDV在细胞中的繁殖和生长。