禽偏肺病毒C型降解线粒体抗病毒蛋白MAVS的分子机制研究

Avian metapneumovirus (aMPV) infection causes an acute respiratory disease, which results in serious economic loss to the poultry industry. The study has shown that the degradation of mitochondrial antiviral signaling (MAVS) protein inhibits production of type I interferon (IFN-I). We found that MAVS is degraded and endoplasmic reticulum stress (ER Stress) pathway is activated in aMPV subgroup C (aMPV/C)-infected host cells. Moreover, it is reported that Gp78 can degrade MAVS and can be up-regulated by activation of ER Stress pathway. Thus, we speculate that aMPV/C infection regulates IFN-I production through MAVS degradation by Gp78, but its mechanism is still poorly understood. Therefore, this project is to intend to study: (1) the effect of the Gp78 on aMPV/C replication and production of IFN-I, (2) the inhibition of Gp78 on MAVS-mediated IFN-I production, (3) the molecular mechanisms of MAVS degradation by Gp78. The study is intended to illuminate the molecular mechanisms of MAVS degradation and IFN-I regulation by aMPV/C, which provide theoretical basis for effective prevention and control aMPV infection.

禽偏肺病毒（aMPV）感染是由aMPV引起的一种重要的家禽呼吸道疾病，给养禽业造成严重的经济损失。研究表明，线粒体抗病毒蛋白（MAVS）的降解抑制Ⅰ型干扰素产生。我们研究发现C型aMPV（aMPV/C）感染引起MAVS降解并激活内质网应激通路，已有研究报道Gp78蛋白可降解MAVS蛋白，而内质网应激通路的活化又能上调Gp78蛋白表达，因此推测aMPV/C感染可能通过Gp78蛋白降解MAVS蛋白调控Ⅰ型干扰素的产生，但其中的机制不清楚。为此，本项目拟从（1）Gp78 蛋白对aMPV/C复制及IFN-I产生的影响，（2）Gp78蛋白抑制MAVS蛋白介导的IFN-I产生，（3）Gp78蛋白如何降解MAVS蛋白的角度来研究aMPV/C降解MAVS蛋白调控Ⅰ型干扰素产生的分子机制，为aMPV感染的有效防控提供理论依据。

禽偏肺病毒可引起鸡和火鸡机型的上呼吸道感染，导致产蛋量和蛋壳质量下降，给养禽业带来巨大危害。然而，aMPV的致病机制仍不是很清楚。在这个研究项目中，我们主要做了以下工作：1. 线粒体抗病毒蛋白（MAVS）是一个关键的接合蛋白，将上游病毒RNA的识别与下游抗病毒信号转导联系起来。然而，C型禽偏肺病毒（aMPV/C）感染与MAVS的相互作用机制尚不清楚。在这个试验中，我们证实aMPV/C感染诱导Vero细胞中MAVS表达的减少并呈现病毒感染剂量的依赖性，且aMPV/C复制是MAVS蛋白减少所必需的。我们还发现MAVS的减少发生在翻译后水平而不是转录水平。利用不同的抑制剂检测蛋白酶体或自噬对MAVS蛋白的调节作用。蛋白酶体抑制剂（MG132）有效地阻断了MAVS蛋白的降解。此外，我们证明MAVS蛋白在aMPV/C感染的细胞中主要以K48方式的泛素化为主，其中MAVS蛋白的第363、462和501位氨基酸是形成多泛素链的关键位点。最后，我们筛选并鉴定RNF5 E3泛素连接酶参与MAVS蛋白的降解，泛素化位点MAVS蛋白的第363和462位的赖氨酸。这些结果揭示了aMPV/C感染通过泛素-蛋白酶体途径诱导MAVS降解的分子机制。2. 我们首先用iTRAQ定量蛋白质组学分析了aMPV/C感染Vero细胞的蛋白质谱。在这项研究中， aMPV/C感染诱导PLK2蛋白表达上调。沉默PLK2基因可抑制aMPV/C感染细胞中活性氧（ROS）的产生和p53依赖的细胞凋亡产生并减少病毒复制，暗示PLK2表达上调的与aMPV/C诱导的细胞凋亡和病毒复制有关。这些结果不仅表明PLK2的增加促进了aMPV/C诱导的细胞凋亡，而且揭示了PLK2蛋白通过调控ROS的产生介导细胞凋亡的分子机制。本项目研究为深入解析C型禽偏肺病毒的分子致病机理及采取综合防控措施提供重要的试验基础。本课题发表SCI论文1篇.