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近20年来手足口病(Hand,foot and mouth disease,HFMD)在全球尤其是在亚太地区广泛流行,近年来我国每年感染手足口病约200万人,位列各种传染病年感染人数之首,并呈现逐年增长趋势。手足口病的病原虽然有多种,但是绝大多数重症及死亡病例仍是由肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)感染引起的。SCARB2(Scavenger receptor class B,member 2)是EV71感染细胞的主要受体,其原为介导高密度脂蛋白内吞的受体,因EV71衣壳结构与其配体的相似性,SCARB2能够与EV71衣壳结合进而介导病毒的内吞,从而实现EV71对细胞的感染。然而EV71与SCARB2的相互作用关系并不止于此。本课题组曾研究发现,CVA16病毒的感染会导致SCARB2表达上调,通过二代测序进行了CVA16感染293T细胞的转录组(mRNA和miRNA)研究,发现转录组中变化最显著的是SCARB2,表达水平在感染后上调约10倍。这是个有趣而且非常重要的现象。EV71感染是否也会引起同样的SCARB2表达增加呢?其中的机制和意义又是什么呢?本研究的目的就是揭示这几个问题。论文的研究分为四部分。第一部分,验证SCARB2对EV71的重要性。分别通过siRNA抑制SCARB2表达,及过表达SCARB2来改变细胞中SCARB2的表达水平,感染EV71后病毒复制呈现出相应的降低和提高,说明SCARB2对EV71感染是至关重要的。第二部分,鉴定EV71感染是否导致SCARB2表达上调,该实验分为体外细胞实验与动物体内实验两部分。细胞实验中,用RD、HT29和293细胞,感染后检测EV71和SCARB2;动物实验采用新生小鼠颅内感染模型,在1日龄小鼠颅内攻毒EV71,取大脑组织检测EV71和SCARB2。结果均表明EV71感染引起受体SCARB2表达上调,普遍于感染后24 h达到峰值,表达量约为感染前的15倍。第三部分,初步探索受体SCARB2上调机制。文献研究表明,SCARB2上调的现象在一些病理条件下也会发生,如在药物(cerulein)刺激的胰腺炎大鼠模型中,胰腺的SCARB2表达上调,且可能是经由ERK1/2和JNK两条信号通路调控的。此外,已有报道指出EV71感染导致ERK1/2和JNK磷酸化,信号通路被激活。在此基础上,我们对受体SCARB2上调机制展开验证,在细胞实验中使用ERK1/2和JNK信号通路抑制剂,结果表明能够抑制EV71感染引起的SCARB2上调,初步证明SCARB2上调机制为EV71感染导致ERK1/2和JNK信号通路磷酸化,进而调控SCARB2的表达。本研究发现了病毒感染和其受体表达呈现相互促进的状态,这对病毒和宿主细胞来说各有什么作用和意义呢?为什么细胞会形成这样的一种反应机制?在第四部分中,探索EV71感染导致的受体SCARB2上调的作用和意义。一方面,检测EV71感染引起SCARB2上调对后续病毒感染的潜在促进作用。将EV71感染细胞后,抑制SCARB2的表达上调,随后检测感染子代EV71在二轮感染后的复制水平;或者在第二轮感染EV71-Luciferase报告基因假病毒,检测报告基因luciferase的表达水平。结果显示抑制组中二轮EV71复制水平或luciferase表达水平均显著低于正常组,可见EV71感染导致的受体SCARB2上调促进后续病毒对同一细胞的感染。另一方面,查阅文献可知,SCARB2也在抗菌及抗病毒固有免疫反应中发挥作用,故SCARB2的上调可能是做为促进抗EV71固有免疫而产生的细胞防御反应。因此,接着验证EV71感染引起SCARB2上调对固有免疫的作用。EV71感染细胞后抑制SCARB2上调,检测干扰素诱导基因(ISG54、ISG56)的含量。结果显示对照组EV71感染能够导致ISG54和ISG56转录增加,而抑制SCARB2上调则导致ISG54和ISG56转录降低。可见,EV71感染导致的受体SCARB2上调促进细胞的抗病毒固有免疫反应。本研究提示SCARB2表达上调具有对EV71感染与宿主固有免疫的双重促进作用,这可能是病毒与宿主相互作用的一种新机制,然而三者之间的关系仍需要进一步研究。综上所述,本论文研究表明SCARB2在EV71病毒感染过程中发挥重要作用,感染EV71病毒后,受体SCARB2表达量量著显上升。SCARB2上调机制为EV71感染导致ERK1/2和JNK信号通路磷酸化,进而调控SCARB2的表达。EV71感染导致的SCARB2上调既促进后续病毒对同一细胞的感染,同时又促进细胞抗病毒固有免疫反应。本论文为病毒与宿主的相互作用研究提供了新的视角。