树鼩GBP家族基因影响HCV复制的机制研究

Hepatitis C virus (HCV) can escape the immune surveillance of the host in a variety of ways and resulting in persistent infection. Our increasing knowledge of virus-host interactions will provide an opportunity to dissect the mechanisms of HCV infection. The Chinese tree shrew (Tupaia belangeri chinensis), a close relative of primates, possesses great potential as an ideal animal in biomedical research and has attracted increasing attention in modeling human diseases and therapeutic responses. Tree shrew is known to be susceptible to hepatitis virus infection. Hitherto, there are insufficient studies for the tree shrew innate immune related genes and their regulation during the viral infection, which hinders the efforts to understand the molecular mechanism of HCV infection using the tree shrew. In this study, we used a high throughout RNA-sequencing technology to analyze the whole-transcriptomic expression profile of human and tree shrew liver-derived cells. We identified differential expression GBPs genes, between tree shrew and human primary liver-derived cells in response to HCV infection. Take advantage of comparative genomics approach, we will further elucidate the shared common and unique features of GBPs genes between tree shrew and human based on functional assessments at the cellular levels. Our results will uncover the potential function of the GBPs gene that are regulated at the diverse transcriptional levels in response to HCV infection in the tree shrew and human. This study also offers an opportunity to decipher the molecular basis of HCV infection by using the tree shrew.

丙肝病毒（HCV）可通过多种途径逃避宿主的抗病毒活性，造成持续性感染。对宿主和病毒相互作用的深入了解能更好的认识HCV感染的机制。树鼩是灵长类动物进化关系方面的近亲，能感染HCV等多种病毒，是研究HCV感染途径和机制的理想动物。然而树鼩抗病毒天然免疫应答过程可能存在HCV感染的限制性因素。我们前期通过转录组测序和生物信息学相结合的方式，比较了人和树鼩HCV感染后的原代肝细胞转录组数据，筛选出差异表达的家族基因GBP。本项目基于这一发现，拟利用比较基因组学手段，探讨树鼩与人GBPs的同源性和特殊性，在细胞水平上同时解析人GBPs和树鼩GBPs在HCV感染过程中的抗病毒功能及其分子机制，比较人GBPs和树鼩GBPs在HCV感染过程中作用的异同。研究结果有望阐明HCV感染逃避GBPs的机制，为研究HCV感染初期的分子机制和树鼩作为HCV研究的实验动物提供有益的思路。

树鼩是灵长类动物进化关系方面的近亲，能感染多种病毒，是研究病毒感染，特别是病毒性肝炎及其分子机制的理想动物。然而该病毒感染模型的总体感染率低，难以形成持续性感染。这可能与树鼩抗病毒天然免疫应答过程可能存在特殊的限制性因素相关。我们前期通过转录组测序和生物信息学相结合的方式，比较了人和树鼩HCV感染后的原代肝细胞转录组数据，筛选出差异表达的家族基因GBP。本项目基于这一发现，① 利用比较基因组学手段，探讨树鼩与人GBPs的同源性和特殊性。我们鉴定到了5个树鼩GBP基因（tGBP1, tGBP2, tGBP4, tGBP5和tGBP7）。系统发育分析显示，相比于小鼠，树鼩GBP基因与人GBP基因的关系更为接近，均位于同一条染色体上。组织表达谱显示树鼩GBP基因mRNA在树鼩心脏、脾脏、小肠、肾脏、肝脏、和脑组织中广泛表达。tIFN-γ处理、RNA病毒（NDV或EMCV）或者DNA病毒（HSV-1）感染，均可上调树鼩GBP基因mRNA的表达，说明树鼩GBP基因属于ISGs。② 在细胞水平上解析人GBPs和树鼩GBPs在抗RNA病毒感染过程中的抗病毒功能及其分子机制。我们发现，5个树鼩GBP基因中，只有tGBP1具有抗病毒作用。过表达tGBP1可以抑制RNA病毒VSV的复制，而敲除tGBP1可以促进VSV病毒的复制。进一步机制研究发现tGBP1抑制VSV复制既不依赖于传统的调控干扰素信号通路，也不依赖于细胞自噬和焦亡，而是通过直接抑制VSV病毒在细胞中的转录发挥抗病毒作用。这些结果的深入了解能更好的认识宿主和病毒相互作用的机制，对利用树鼩作为稳定的病毒感染动物模型具有积极的意义。