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p62 介导传染性法氏囊病病毒VP2 蛋白自噬降解以抑制病毒复制的机制研究

2020-01-15LIYA-HUI,HUBO-LI,JIGANG

中国预防兽医学报 2020年12期
关键词:法氏囊泛素结果显示

传染性法氏囊病病毒(IBDV)是一种禽双链RNA 病毒,能够引起鸡的急性高度接触性传染病-传染性法氏囊病(IBD)。该病引起鸡群严重的免疫抑制,导致免疫失败和其他病原体的感染。目前,IBDV 感染过程的免疫机制还不清楚。IBDV 感染细胞后,细胞的免疫系统被激活,包括细胞的自噬降解。选择性自噬是真核生物细胞内高度保守的自我降解的生物学过程,可以降解细胞内多余或异常蛋白质及细胞器,不仅是细胞抵抗内外应激的重要机制,而且是机体一种重要的免疫机制。选择性自噬可以通过降解某些病毒的不同成分而抑制病毒的复制。其中,p62 是选择性自噬重要的受体蛋白,参与细胞的多种选择性自噬过程,可以单独或协同其他自噬受体完成自噬的降解过程。

近期,《Journal of Virology》发表了“Cytoplasmic cargo receptor p62 inhibits avibirnavirus replication by mediating autophagic degradation of viral protein VP2”的论文研究。

该研究结果显示,自噬激活剂可以下调IBDV VP2 蛋白的表达水平;自噬抑制剂可以上调VP2 蛋白的表达水平;而且敲低自噬蛋白ATG5,可以上调VP2 蛋白的表达水平。这些结果表明VP2 可以通过自噬途径降解。为了探究自噬降解VP2 的分子机制,该研究利用免疫共沉淀和间接免疫荧光试验(IFA)发现,在分别过表达VP2 蛋白和感染IBDV 后,VP2 均可以和自噬受体p62 相互作用。而且,激活或促进细胞的自噬均可以增强VP2 与p62 的相互作用。IFA结果显示,p62可以介导VP2与自噬标志蛋白LC3的共定位。从这些结果推测p62 可能介导VP2 的自噬降解过程。为了证实这一推测,该研究通过构建p62敲除的细胞系检测VP2 蛋白的表达水平。Western blot 结果显示,敲除p62 后,VP2 蛋白的表达水平显著提高,且放线菌酮试验结果表明,敲除p62,VP2蛋白的稳定性显著增强;回补p62,VP2 蛋白的稳定性明显降低。这些结果证实,p62 确实介导VP2的自噬降解。为了进一步探究自噬受体p62 介导病毒蛋白VP2 自噬降解的机制,该研究构建了缺失泛素结合结构域(UBA)的p62 缺失突变体。免疫共沉淀和放线菌酮等试验结果显示,p62 的UBA 结构域缺失后,不仅p62 与VP2 的相互作用显著减弱,而且p62 对VP2 蛋白稳定性的影响也消失,表明p62 的UBA结构域介导p62对VP2的自噬降解。该结果还提示VP2可能发生泛素化修饰。为了证实上述推测,利用泛素化修饰试验鉴定结果显示VP2可以发生以K63泛素链为主的泛素化修饰。为了鉴定VP2的泛素化修饰位点,根据6 个潜在赖氨酸(lysine,K)泛素化修饰位点,构建了6 个VP2 的KXR(R,arginine,精氨酸)突变体。泛素化修饰试验结果显示,K411突变为R后,VP2 的泛素化修饰消失;表明VP2 的K411发生了泛素化修饰。免疫共沉淀和western blot 结果显示,K411突变为R 后,p62 不再与VP2 相互作用,且p62 对VP2 的降解作用消失。这些结果表明VP2 K411泛素化修饰介导VP2 与p62 的相互作用以及p62 对VP2 的自噬降解作用。为了探究p62对IBDV复制的作用,利用反向遗传操作技术拯救了VP2 K411的突变株。通过测定野生型和VP2 K411突变型IBDV 的生长曲线,结果显示敲除或过表达p62,可以促进或抑制野生型IBDV 的复制;但是,敲除或过表达p62,对VP2 K411突变株却无明显影响。在此基础上,该研究得出自噬受体p62通过UBA结构域识别被泛素链修饰的病毒蛋白VP2,进而将VP2 运输到自噬体进行降解,最终抑制IBDV 的复制。该研究阐述了细胞自噬抑制IBDV复制的抗病毒机制,为研究新的抗IBDV药物提供了新思路。

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