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口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的一种急性、热性、高度接触性传染病,被我国列为一类动物疫病。疫苗接种是发展中国家预防FMD的有效措施。然而,FMDV血清型众多,各血清型间无交叉保护反应,大大增加了FMD防控的难度。机体的天然免疫反应是抵抗病原菌感染的首要防线。然而,FMDV已经进化出多种策略抑制和逃避宿主天然免疫应答促进自身复制,甚至引起持续性感染。目前,FMDV拮抗TLRs和RLRs及其调控的天然免疫信号通路蛋白的作用已有报道。NOD2为NLRs家族成员之一,在抗细菌、抗寄生虫和抗病毒感染中均发挥着重要作用。关于FMDV与NOD2及其调控的信号通路的研究还未见报道。NOD2信号通路中的关键分子有NOD2、RIP2、MAVS、IRF3、IKK复合物等,其中NOD2和RIP2蛋白是该通路中特有的分子。因此,本研究以FMDV与NOD2调控的天然免疫信号通路为切入点,研究FMDV拮抗NOD2抗病毒作用的分子机制。具体内容如下:(1)首先利用PGL3-Basic空载体构建了猪IFN-β和NF-?B启动子的荧光素酶质粒。利用荧光素酶方法确定了FMDV感染激活了NOD2介导的IFN-β和NF-?B信号通路,下调NOD2表达显著抑制了FMDV感染激活的IFN-β和NF-?B信号通路。进一步的实验表明NOD2可以影响FMDV激活的RIP2和IRF3的磷酸化及下游抗病毒因子IFN-β、ISG15、OAS1、IL1β和CCL3L1的mRNA表达。(2)利用FMDV感染PK15细胞,检测多种NLRs转录和翻译水平的变化。结果表明FMDV感染促进了NOD2、NLRP3和CIITA的RNA水平,然而却降低了它们的蛋白表达。FMDV对NLRX1、NLRC5、NOD1的转录和翻译水平均没有影响。过表达或者下调表达NOD2、NLRP3和CIITA后,感染FMDV,检测FMDV的VP1蛋白、RNA和病毒滴度,结果发现NOD2、NLRP3和CIITA能够抑制FMDV的复制。(3)为了鉴定抑制NOD2表达的病毒蛋白,在PK15细胞中分别转染FMDV各种蛋白真核表达质粒,结果发现FMDV 2B、2C和3Cpro蛋白发挥着降低NOD2蛋白表达的功能,并呈现剂量依懒性。实时荧光定量PCR结果发现2B、2C和3Cpro蛋白未影响NOD2的转录表达。进一步研究发现FMDV感染、过表达2B、2C和3Cpro对NOD2表达的抑制不依赖于蛋白酶体、溶酶体和caspase途径。此外,2B和2C降低NOD2也不通过细胞凋亡和裂解eIF4G。FMDV 2C还可以降低FLAG-RIG-I、Myc-TRAF3、HA-VISA、HA-IRF3等蛋白的表达。过表达2C促进了FMDV复制。然后,在PK15细胞中进一步转染了2B、2C和3Cpro的突变体质粒,结果表明2B的101-154段可以降低NOD2,进一步的研究发现2B的105-114和135-144段是降低NOD2所必须的;2C的所有缺失突变体均失去了降低NOD2表达的功能;3Cpro降低NOD2依赖于其自身蛋白酶活性。(4)利用软件分析2B、2C和3Cpro蛋白的抗原性,合成抗原性较强的多肽,制备成弗氏佐剂疫苗,多次免疫兔子后采取血清,制备出抗FMDV 2B、2C和3Cpro的兔多克隆抗体。在PK15细胞中转染FMDV 2B、2C和3Cpro质粒,然后利用NOD2和FLAG抗体进行免疫共沉淀实验,结果发现2B和2C可以与NOD2相互作用,3Cpro不与NOD2互作。利用FMDV感染PK15细胞,并利用NOD2和FMDV 2B、2C的兔多克隆抗体进行免疫共沉淀实验,结果证实了2B和2C与NOD2的内源性相互作用。最后,在PK15细胞中分别转染FMDV 2B、2C的突变体质粒,筛选鉴定出2B的105-114段氨基酸是与NOD2互作所必须的,2C的116-260段氨基酸是与NOD2互作所必须的。综上所述,本研究证实了FMDV参与了NOD2介导的信号通路,并发现NOD2具有抑制FMDV复制的功能。此外,证实了FMDV 2B、2C和3Cpro发挥着拮抗NOD2抗病毒的作用,并初步阐明了2B、2C和3Cpro降低NOD2蛋白表达的机制。本研究拓宽了宿主天然免疫系统抵抗FMDV感染的分子机制,同时揭示了FMDV免疫逃逸的新机制,有助于更好地防控FMD的流行和传播,为新型疫苗的研制提供新的策略和理论基础。