甲型流感病毒NS1蛋白诱导A20和MCPIP1抑制宿主抗病毒天然免疫应答的研究

甲型流感病毒NS1蛋白诱导A20和MCPIP1抑制宿主抗病毒天然
免疫应答的研究
抗病毒天然免疫应答是宿主抵抗病毒入侵的首道防线和激活后续获得性免疫的先决条件,并且是病毒与宿主互作争夺的焦点,其结局决定着病毒的存活和病毒病的走向。

病毒在进化的过程中具备了通过多样化的机制拮抗宿主的抗病毒天然免疫应答的能力。

甲型流感病毒(Influenza A Virus,IAV)仍然严重威胁着人类以及易感动物的健康和安全。

已有研究表明,IAV基因组编码的非结构蛋白1(non-structural protein 1,NS1)广泛参与拮抗宿主的抗病毒天然免疫应答,并且在很大程度上决定着IAV毒力的强弱,但其分子机制尚未完全阐明。

锌指蛋白A20是细胞质中由肿瘤坏死因子诱导蛋白3(TNF alpha induced protein 3,TNFAIP3)基因编码的一种泛素修饰酶蛋白,具有泛素化和去泛素化双重酶活性,参与调控机体免疫和炎症应答,诸如负调节维甲酸诱导基因
I(retinoic acid inducible-gene I,RIG-I)介导的干扰素调节因子
3(Interferon regulatory Factor3,IRF3)的激活。

单核细胞趋化蛋白诱导蛋白1(MCP-1 induced protein-1,MCPIP1)是MCP1诱导表达可作为转录激活因子的蛋白,并且其可能会诱导细胞凋亡基因的表达从而导致心肌细胞死亡。

现有的研究报道应表明MCPIP1 RNase活性可以直接降解IL-6、IL-12、IL-2等细胞因子的mRNA。

本研究发现IAV NS1蛋白可以有效诱导宿主细胞A20和MCPIP1的表达。

不同IAV毒株NS1蛋白均能诱导A549细胞中A20的表达,表达增加的水平与病毒的毒力正相关。

在A549细胞中A20的过表达显著抑制IAV诱导的IRF3磷酸
化和IFN启动子的活性,导致IFN-β和IFN刺激基因(ISGs)mRNA的表达下调。

相反,沉默A20的表达可以显著增强IRF3介导的抗病毒免疫反应。

此外,A549细胞中A20过表达明显促进了IAV复制,反之,应用siRNA抑制内源性A20的表达则抑制了病毒复制。

IAV NS1、PB-F2等蛋白均可以诱导MCPIP1表达,尤其是NS1的诱导效果最为显著。

功能学的研究表明,MCPIP1可以负调节IAV诱导的RIG-I依赖性天然抗病毒免疫反应,并且在A549细胞的IAV感染过程的中后期表现出了促进病毒复制的功能。

在A549细胞中过表达MCPIP1后抑制了RIG-I mRNA和蛋白质的表达,而利用siRNA抑制内源性MCPIP1的表达后,则可以增强RIG-I的表达。

进一步测定RIG-I mRNA半衰期和利用荧光素酶等实验方法证实MCPIP1可以加速RIG-I mRNA的降解,并且转染MCPIP1不同功能的结构域的突变体的实验表明MCPIP1通过它的RNase活性降解RIG-I mRNA。

综上所述,本研究阐明了IAV NS1通过诱导宿主A20和MCPIP1的表达以拮抗抗病毒天然免疫应答并最终有利于病毒复制的新机制。