不同种属的宿主限制因子IFITM3抗流感病毒共有模式研究

Host cells have evolved many intracellular antiviral proteins that can interfere with the viral life cycle, i.e., host restriction factors (HRFs). Innate immunity mediated by HRFs is a key and hot field in current research. Interferon-induced transmembrane proteins (IFITMs) are the only HRF reported can inhibit virus enter into cells previously. Now, the potential inhibition of IFITMs has been reported at least 20 kinds of virus in 12 families. However, its antiviral mechanism is still unclear. Therefore, based on the previous research, this study mainly focus on the interaction between host restriction factor IFITM3 from different species and H5N1 or H7N9 subtype of avian influenza virus to analyze the conservation and diversity of IFITM3 from different species in amino acid sequences and structures by bioinformatics and scientific literatures. To explore the common modes of host restriction factor IFITM3 from different species against influenza A virus, many techniques and methods will be utilized in the experiment such as gene mutation, pseudotyped virus preparation, lentiviral transduction, qPCR, laser confocal microscopy, electron microscopy, cryoelectron microscopy and tomography, virus tracer technique and live cell imaging technology, FCM, Co-IP, siRNA interference and protein expression and purification, and so on. We hope that the specific role and molecular mechanism of IFITM3 is to be clarified through the above research.

机体在与病毒长期的斗争实践中，宿主进化出了许多可干扰病毒生命周期的抗病毒因子，其所介导的天然免疫是当前研究的重点和热点。干扰素诱导跨膜蛋白（IFITMs）是目前发现的唯一一类可以抑制病毒进入的宿主限制因子，目前已发现其至少对12个科20多种病毒的进入具有抑制作用，然而隐匿其中的具体作用机制尚不明晰。本研究基于前期研究基础，以不同物种来源的IFITM3与H5N1和H7N9亚型禽流感病毒间的相互作用为研究对象，通过生物信息学及其相关软件分析以及文献挖掘不同种属间IFITM3在氨基酸序列和结构上的保守性及差异性，综合利用基因突变、假型病毒制备、慢病毒转导、qPCR、LSCM、电镜技术、冷冻电镜与层析成像、病毒示踪、活细胞成像技术、FCM、Co-IP、siRNA干扰及蛋白表达与纯化等技术和方法，探索不同种属IFITM3抵御病毒入侵的共有模式，以期解析该蛋白具体的抗病毒作用机理及分子机制。

干扰素诱导跨膜蛋白（IFITMs）是目前发现的唯一一类可以抑制病毒进入的宿主限制因子，目前已发现其至少对12个科20多种病毒的进入具有抑制作用，然而隐匿其中的具体作用机制尚不明晰。本研究基于前期研究基础，以不同物种来源的IFITM3分析为引导，重点探索人IFITM3与SFTSV、H5N1和H7N9亚型禽流感病毒间的相互作用，通过生物信息学及其相关软件分析以及文献挖掘不同种属间IFITM3在氨基酸序列和结构上的保守性及差异性，综合利用基因突变、假型病毒制备、慢病毒转导、qPCR、LSCM、电镜、冷冻电镜与层析成像、病毒示踪、活细胞成像、FCM、Co-IP、siRNA干扰及蛋白表达与纯化等技术和方法，探索不同种属IFITM3抵御病毒入侵的共有模式。研究发现，IFITM3抑制SFTSV感染、复制和Gn/Gc介导的病毒进入及膜融合；IFITM3 TM2区ILM基序突变为AAA不影响其抗SFTSV和甲型流感病毒感染作用；IFITM3 ILM突变为AAA使其与VAPA的相互作用消失，在一定程度上减弱了IFITM3对机体生理功能的调节，提高了IFITM3应用的安全性。同时首次报道IFITM3与流感病毒HA分子的HA2亚单位存在相互作用，提出通过研究HA融合肽与跨膜区的互作以及两者与IFITM3的互作探索IFITM3的作用机制的新思路和新机制，并推广至其他囊膜病毒。