猪繁殖与呼吸综合征病毒逃逸天然免疫限制因子SAMHD1作用的机制研究

Host innate immune restriction factors has emerged as an important component of antiviral innate immunity, and play central roles at the early stage of the viral life cycle. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) seems to have a capacity to escape the immune surveillance for survival. The role of SAMHD1 in innate immunity against PRRSV infections was further supported by showing increased SAMHD1 in PAMs, suggesting that SAMHD1 may act as a vital immune regulator and be a potential anti-HP-PRRSV agent. It is uncertain whether SAMHD1 activity is blocked and why SAMHD1 expression was induced by HP-PRRSV infection. Both these questions warrant further investigation. In our study, the RNA interferon, Western blotting, Co-immunoprecipitation, MS analysis, reverse genetics were used to investigate the mechanisms of SAMHD1-mediated signaling and HP-PRRSV-SAMHD1 interaction in virus-infected cells. By analyzing how HP-PRRRSV to evade the elimination of SAMHD1 restriction, in order to identify the host innate immune restriction factors against PRRSV infection, and to further explore new horizons for innate immune researches on PRRSV. This study offers a theoretical basis for the pathogenesis and immunological mechanism of PRRSV against innate immune responses. Besides, this project also offers insight into how innate immune restriction factors antagonized infection of other viruses.

宿主天然免疫限制因子作为机体固有免疫反应的重要组成部分，在拮抗病毒早期感染和增殖过程中发挥重要的调控作用。猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）感染猪肺泡巨噬细胞（PAMs）能够逃逸和抑制其固有免疫反应，但却显著上调天然免疫限制因子SAMHD1的表达，暗示SAMHD1在PRRSV感染的过程中具有重要的作用。为了回答PRRSV感染调控SAMHD1限制作用的机制，采用RNA干扰、Western blotting、免疫共沉淀、质谱分析、反向遗传操作技术等手段进行SAMHD1表达调控通路和病毒感染与SAMHD1相互作用蛋白的研究，探索PRRSV感染对SAMHD1的表达调控和逃逸其限制作用的机制，为加深和拓宽抗PRRSV固有免疫的研究领域，揭示病毒的致病机理和阐明病毒逃逸机体固有免疫反应的新机制提供新的理论依据，另一方面，也为系统性研究天然免疫限制因子对抗其他病毒感染方面提供借鉴。

宿主天然免疫限制因子SAMHD1作为机体固有免疫反应的重要组成部分，在拮抗猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）早期感染和增殖过程中发挥重要的调控作用。为了探索PRRSV感染逃逸SAMHD1限制作用的机制，本研究探索了SAMHD1表达调控通路和PRRSV病毒感染与SAMHD1相互作用的机制。主要成果包括：阐明TLR3和RIG-I信号通路参与了天然免疫限制因子SAMHD1 表达调控，STAT1信号通路并未参与其中；确定了转录调控因子IRF3磷酸化入核后，直接结合SAMHD1启动子-31-+19区域，启动内源性SAMHD1表达；进一步分析发现PRRSV感染MARC-145细胞抑制IRF3的磷酸化入核，而感染PAM细胞显著诱导IRF3磷酸化，从而揭示了PRRSV感染两种细胞过程中诱导SAMHD1表达差异的机制。同时，采用免疫共沉淀技术联合质谱分析，发现了PRRSV重要的两个非结构蛋白Nsp1α和Nsp2能够与SAMHD1蛋白相互作用，并利用体外免疫共沉淀实验进一步证实其相互作用。此外，建立了稳定表达猪SAMHD1蛋白的MARC-145细胞系，并通过转录组测序的方法，确定了26种参与PRRSV感染过程拮抗SAMHD1作用的重要调控基因。其中，13种为下调表达的基因，13种上调表达的基因。这些成果为探索PRRSV感染对SAMHD1的表达调控和逃逸其限制作用的机制，为加深和拓宽抗PRRSV固有免疫的研究领域，揭示病毒的致病机理和阐明病毒逃逸机体固有免疫反应的新机制提供新的理论依据，另一方面，也为系统性研究天然免疫限制因子对抗其他病毒感染方面提供借鉴。