核糖核苷酸还原酶M2影响J亚群禽白血病病毒增殖的作用机制

Subgroup J avian leukosis caused by subgroup J avian leukosis virus (ALV-J) is an infectious neoplastic disease which has been seriously plaguing poultry industry. In our previous study, an essential gene (RRM2) screened in the purebred chicken with high ALV-J resistance is mainly involved in DNA synthesis and cell proliferation. However, the underlying molecular mechanism of RRM2 on ALV-J replication is still unclear. Based on our findings that ALV-J infection is associated with the activation of Wnt/β-catenin signaling pathway, capsid protein P27 plays a critical role during the process, and RRM2 interacts with P27. We further investigate the molecular mechanism of RRM2 regulating ALV-J replication using co-immunoprecipitation, confocal microscopy and dual-luciferase reporter gene system. This study will clarify the effect of P27-RRM2 interaction on Wnt/β-catenin signaling pathways and understand the effect of RRM2 protein modification on ALV-J proliferation. This project will definitely have an important theoretical and practical meaning in subgroup J avian leukosis prevention.

J亚群禽白血病是由ALV-J引起的严重危害养禽业的肿瘤性疾病。虽然在ALV感染与防控方面受到广泛关注, 但目前ALV-J的致病机理尚不十分清楚。本团队在前期研究中发现，ALV通过衣壳蛋白P27影响Wnt/β-catenin信号转导，并筛选到与P27互作的宿主蛋白RRM2。由于RRM2在调控DNA合成和细胞增殖过程中具有重要作用，因此探明RRM2影响J亚群禽白血病病毒增殖的作用机制具有重要意义。本项目重点研究RRM2与P27互作调控Wnt/β-catenin信号转导机制以及RRM2关键氨基酸位点生化修饰对ALV-J增殖的影响，探索RRM2在ALV-J感染过程中的作用与机理，为深入解析ALV-J的致病机制提供科学依据，并为J亚群禽白血病的防控提供新的思路。

本项目经过3年的研究，圆满完成了计划书约定的研究任务。项目在执行过程中，研究发现，（1）RRM2的表达水平在ALV-J感染过程中显著增加：病毒感染48 h后，RRM2的转录水平 显著上调，表达水平显著增加。（2）宿主蛋白RRM2与ALV-J的增殖密切相关：改变细胞内RRM2含量或利用蛋白功能抑制剂改变细胞内RRM2的功能活性显著影响ALV-J的增殖。（3）筛选到与RRM2互作的病毒衣壳蛋白P27：通过pull-down实验筛选与RRM2互作的病毒编码蛋白，发现衣壳蛋白P27能与RRM2结合，而与P19、gp37、gp85、P32、P15等编码蛋白不能结合；利用免疫共沉淀和激光共聚焦显微镜实验进一步证实RRM2与P27能在胞浆内发生相互作用。（4）ALV-J与Wnt/β-catenin信号通路活性密切相关：宿主细胞感染ALV-J或过表达病毒衣壳蛋白P27后，宿主蛋白β-catenin在细胞质中含量下降，细胞核中含量上调，而Wnt/β-catenin信号通路下游基因LEF1、TCF4、Axin2、c-Myc、CyclinD等基因的转录食品显著上调，说明ALV-J感染或过表达P27后，β-catenin蛋白入核增加，Wnt/β-catenin信号通路被激活。（5）Wnt/β-catenin信号通路活性与ALV-J增殖密切相关：利用Wnt/β-catenin信号通路激活剂和抑制剂处理DF-1细胞，发现激活Wnt/β-catenin信号通路能促进病毒的增殖，而抑制Wnt/β-catenin信号通路病毒滴度显著下降。研究成果从分子水平上阐明了RRM2影响ALV-J增殖的作用机制：ALV-J感染后，衣壳蛋白P27与RRM2在胞浆内结合，促进β-catenin蛋白入核，激活Wnt/β-catenin信号通路，进而促进ALV-J的增殖。本项目执行期内，共培养硕士研究生2人、本科生1人；相关研究成果在Veterinary Microbiology、Poultry Science、Frontiers in Immunology等国际专业学术期刊发表学术论文5篇，投稿国内学术会议论文1篇，并以壁报形式交流。本项目研究为深入了解ALV-J的致病机制提供了理论参考，为研究宿主蛋白参与抗病毒感染的调控开辟了新的视野。