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2005年,瑞典科学家Allander等人首次在人婴儿的鼻咽物中检测到一种新型细小病毒,通过基因组分析表明该病毒属于细小病毒科,博卡病毒属(Bocavirus,BoV),并被命名为人博卡病毒(HBoV)。其后大量的临床研究表明HBoV主要感染两岁以下的儿童,其感染率在不同的国家有着不同的比例(0.8-19%)。HBoV能引起何种疾病仍不清楚,但值得注意的是HBoV常与其它引起呼吸道疾病的病毒共感染,比如流感病毒、鼻病毒等。HBoV的感染伴随着普遍的体液免疫及细胞免疫反应,因此,其致病机理以及与宿主免疫应答之间的相互关系是亟待回答和急需解决的问题。在宿主细胞的天然免疫应答中,由RLR受体介导的信号通路是Ⅰ型干扰素生成的重要途径,很多病毒编码蛋白来阻断这条通路,最终抑IFN的产生。另一方面,宿主细胞自身也编码很多负反馈调节分子来避免过量IFN的产生。本实验室在研究HBoV的非结构蛋白NP1调控IFN-β产生的过程中,发现HBoV编码的结构蛋白VP2可以在SeV刺激后上调IFN-β基因启动子的活性。
本研究对这一现象进行深入的探讨,结果发现VP2可以通过抑制负反馈调节因子RNF125介导的RIG-I的泛素化降解来上调IFN-β生成。首先确认VP2上调IFN-β产生的现象。通过荧光素酶双报告系统,我们证明在SeV或poly(dA-dT)刺激之后VP2的表达可以上调IFN-β基因启动子的活性;接着通过构建VP2缺失的HBoV近全长克隆和荧光素酶实验,我们证明VP2在HBoV其它蛋白表达时也能够上调IFN-β基因启动子的活性。同时,我们分别用Real-time PCR以及ELISA两种实验证明SeV刺激后VP2在mRNA以及蛋白分泌水平上都能增强IFN-β的生成;我们还通过观察VSV-GFP的荧光来证明VP2在SeV或poly(dA-dT)刺激条件下可以增强IFN-β的表达。最后,为了找出VP2是否通过RLR介导的IFN信号通路发挥作用,我们分别过量表达了RIG-IN、Mda-5、IPS-1以及IRF3的持续性激活突变体IRF3/5D,荧光素酶结果表明VP2能够上调RIG-IN、Mda-5、IPS-1激活的IFN-β基因启动子活性,而不影响IRF3/5D过量表达所激活的IFN-β基因启动子活性。而且接下来的Western blotting实验证实VP2可以增强SeV刺激的IRF3的磷酸化水平。这些结果初步说明VP2上调IFN-β的生成不仅要经过RLR介导的Ⅰ型干扰素信号通路,而且是在RLR信号通路活化后也就是IFN产生之后才引起的。通过酵母双杂交实验筛选到一个可能和VP2相互作用并能够调控RLR信号通路的蛋白RNF125。作为E3泛素连接酶,RNF125由IFN诱导产生,并通过泛素化降解RIG-I来下调IFN。我们推测VP2与RNF125的相互作用可能抑制RNF125的负反馈调节功能,从而使IFN持续产生。为了验证这一假设,我们首先利用免疫共沉淀以及免疫荧光共聚焦的方法进一步确认RNF125与VP2的相互作用;接下来我们用Western blotting的方法证明VP2可以通过抑制RNF125对RIG-I的泛素化来抑制RIG-I的降解;并且在SeV或poly(dA-dT)刺激之后,细胞内源性RIG-I的降解过程也受到影响。阐明了一种HBoV调控宿主细胞免疫应答的新机制,即通过VP2蛋白与RLR信号通路的负反馈调节因子RNF125相互作用来抑制RIG-I的泛素化降解,进而上调IFN-β的产生。为研究博卡病毒的免疫调控机制以及致病机理提供理论依据。