病毒感染相关宿主因子的高通量筛选和功能验证

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dawancha2010
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病毒是一种高度依赖于宿主细胞的寄生生物。在病毒感染宿主细胞的过程中,一方面病毒由于自身的结构简单,需要“劫持”并利用宿主细胞的代谢系统来帮助它们进行复制;另一方面病毒还需要逃逸来自宿主免疫系统的持续攻击并最终使自己存活下来。这种病毒-宿主之间相互作用的平衡趋势决定了病毒最终的命运。依据在病毒感染过程中发挥的功能,我们可以将参与病毒复制的宿主蛋白划分为宿主拮抗因子和宿主促进因子。研究病毒感染相关宿主因子的传统方法往往将研究重点聚集在单因子或者单通路上面,但考虑到病毒-宿主相互作用的复杂性,对这一过程的研究已经转向系统性的学习和高通量筛选方式上来。如利用转录组学、全基因组RNAi(RNA interference)筛选或蛋白质组学进行研究。本文利用基于SILAC标记的定量蛋白质组学技术,对人巨细胞病毒(Human cytomegalovirus,HCMV)和乙型脑炎病毒(Japanese encephalitisvirus,JEV)感染宿主细胞后宿主因子的变化进行筛选和鉴定,并对部分宿主因子的功能进行了初步研究。  为研究HCMV病毒对宿主因子的影响,我们首次应用亚细胞组分蛋白质组学的研究方法对HCMV感染的HEL(Human embryonic lung)细胞的宿主因子变化进行了分析。我们一共鉴定了247个在病毒感染后表达量显著变化的宿主因子,并用免疫印迹实验和免疫荧光实验对质谱数据进行了验证。生物信息学分析表明代谢系统、“胞内定位”、“cellular process”以及免疫系统相关的蛋白在病毒感染后受到了明显影响。随后的功能研究表明HNRPD(Heterogeneousnuclear ribonucleoprotein D0),PHB2(Prohibitin-2)以及UB2V2(Ubiquitin-conjugating enztme E2 variant2)拥有抗HCMV活性,而敲低A4(Amyloid A4 protein)和KSRP(Far upstream element-binding protein2)则会影响HCMV的复制。  我们还利用相同的方法对JEV感染的HeLa细胞进行了差异表达宿主因子的筛选鉴定。这也是首次运用基于SILAC技术的亚细胞定量蛋白质组学研究黄病毒与宿主间的相互作用。最终我们发现有158个宿主蛋白的表达受到了JEV感染的调控。这一数据依旧得到了免疫印记和免疫荧光实验结果的支持。我们随后对部分蛋白进行了基于siRNA(Small-interfering RNAs)沉默技术的功能研究。结果显示敲除IFITM3(Interferon-induced transmembrane protein3),RANBP2(Ran-binding protein2), SAMD9(Sterile alpha motif domain-containingprotein9)以及VAMP8(Vesicle-associated membrane protein8)后JEV的复制也随之增强,表明上述蛋白拥有潜在的抗病毒功效。  综上,我们通过基于SILAC标记的亚细胞定量蛋白质组学技术对感染两种不同病毒的宿主细胞进行了宿主因子差异表达分析,并对部分宿主因子的功能进行了初步研究。我们相信这一研究不仅能帮助我们更好的了解病毒感染宿主细胞的过程,同时也为相关病毒的抗病毒药物研究提供了新的靶标。
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