宿主因子Cdc42和eIF4B在流感病毒复制过程中的功能研究

摘要

流感病毒亚型众多,感染的宿主范围也很广,是一种既严重威胁人类健康又给畜牧业造成巨大经济损失的人兽共患传染病病毒.流感病毒感染涉及病毒与宿主两个复杂生物系统间的相互作用,一方面宿主利用自身防御系统抵制病毒的入侵,另一方面病毒绕过宿主的防御屏障,并劫持宿主的细胞机器来完成自己的感染和复制过程,这其中涉及大量宿主因子的参与.因此,探明宿主因子在流感病毒感染与复制过程中所发挥的作用,对于深入了解病毒的致病机理从而寻找合适的抗病毒方案具有非常重要的理论意义和实际应用价值.本实验室通过大量筛选发现,小G蛋白Cdc42和真核翻译起始因子eIF4B在流感病毒的复制过程中起重要作用,并初步阐明了二者的作用机制.rn Cdc42是GTP结合蛋白Rho家族中的一员,担负着调节细胞骨架、细胞形态、细胞极性以及细胞内物质运输等多种功能.研究发现,流感病毒感染A549细胞后,引起Cdc42的特异GIP酶激活蛋白ARHGAP21表达水平显著降低,使Cdc42活性明显升高.进一步发现,Cdc42调控了流感病毒神经氨酸酶(NA)向细胞膜的转运过程.细胞中过表达Cdc42的持续活化突变体或敲低ARHGAP21的表达水平,会明显促进NA蛋白向细胞膜的转运过程.反之,敲低Cdc42的表达水平或过表达ARHGAP21后,转运到细胞膜上的NA蛋白量大大减少.同时,干扰Cdc42的表达会抑制流感病毒的复制,而干扰ARHGAP21的表达则明显促进了流感病毒的复制过程.rn eIF4B怍为真核翻译起始因子中的一员,在蛋白翻译过程中发挥重要作用.流感病毒感染引起A549细胞和小鼠肺脏、脾脏、胸腺中eIF4B蛋白水平显著降低,但mRNA水平变化不大.细胞中干扰eIF4B的表达,会明显促进流感病毒的复制;相反,过表达eIF4B显著抑制了流感病毒的复制.同时,干扰eIF4B的转基因小鼠对流感病毒更加易感,表现为体重下降更快,存活时间更短,器官病变更加严重.最后证实,eIF4B通过调控抗病毒因子IFITM3的蛋白表达影响了流感病毒的复制过程.这些结果揭示了流感病毒如何通过改变宿主因子来影响宿主细胞的功能,从而有利于病毒自身的繁殖.