人博卡病毒及其NS1蛋白抑制I型干扰素生成的机制

Human bocavirus (HBoV) is a newly discovered and worldwide spread parvovirus which mainly infects young children. Findings in epidemiology indicate that HBoV probably causes respiratory or gastroenteric tract diseases in children. However, the pathogenesis of HBoV is still with controversy because of high frequency of co-detection with additional pathogens and the lack of systematic research. As the key component of innate immunity, type I interferon plays a crucial role in inhibition and elimination of invading viruses at the early stage of infection. Most viruses have evolved strategies to counteract the innate immune responses. It is suggested that the efficiency a given virus overcomes the IFN response may be extremely important for its pathogenesis. This project focuses on the suppression of innate immunity by HBoV. First, we will examine the expression of type I interferon after HBoV infection. Then, we will elucidate the target and mechanism employed by HBoV NS1 protein for inhibiting type I interferon production. And finally, we will identify the effect domain responsible for the inhibitory activity of NS1. This project will unveil the mechanism employed by HBoV for manipulating host innate immunity at different levels, and help to understand the pathogenesis of HBoV and the influence of HBoV on co-detected pathogens. This work may also help to develop HBoV preventive and therapeutic strategies.

人博卡病毒（HBoV）为新发现的广泛感染婴幼儿的细小病毒。流行病学研究表明HBoV很可能可以引起婴幼儿呼吸道和肠道疾病，但由于HBoV与其他病原共感染率很高以及缺乏系统性研究等原因，目前还不能确定HBoV的致病性。I型干扰素作为天然免疫系统的核心成分在感染早期对病毒的抑制和清除至关重要。很多病毒具有拮抗干扰素的能力，而且拮抗能力的强弱通常与其致病性直接相关。前期工作表明HBoV及其NS1蛋白很可能具有抑制I型干扰素生成的能力。本项目以HBoV拮抗人体天然免疫系统为主题，首先确定感染条件下HBoV对I型干扰素生成的拮抗作用；然后结合I型干扰素生成的信号通路，逐步揭示NS1蛋白抑制I型干扰素生成的作用靶点和机制；最后鉴定NS1发挥抑制作用的效应功能域。本项目从多个层面阐明HBoV拮抗人体天然免疫系统的机制，为探索HBoV的致病性、对共感染病原的影响以及HBoV的预防和治疗提供依据。

人博卡病毒（HBoV）广泛分离于患有呼吸道和肠道疾病的婴幼儿。但是由于很高的混合感染率，无法确定HBoV 的致病性。天然免疫系统与病毒之间的相互作用对病毒的致病性至关重要。依据前期工作，本项目主要探索HBoV及其NS1 蛋白对人体天然免疫反应的拮抗作用。主要内容包括：（I）建立HBoV武汉分离株的反向遗传学系统和体外感染模型，观察HBoV引起的天然免疫反应以及对其他激活剂引起的天然免疫反应的影响；（II）探索HBoV NS1对干扰素产生尤其是IRF-3信号通路的抑制作用以及作用靶点；（III）探索NS1对NFκB信号通路的抑制作用以及作用靶点；（IV）鉴定NS1发挥相应抑制作用的功能域。重要成果：（I）获得了HBoV武汉分离株感染性克隆；首次利用气液面分化的人肺癌细胞系Calu-3进行HBoV感染；发现转染HBoV感染性克隆以及HBoV感染Calu-3细胞没有引起显著的天然免疫反应；（II）发现NS1可以显著抑制RIG-I、Mda-5 和IPS-1 等信号分子以及IRF-3信号通路，然而NS1并不抑制IRF-3活化以及向细胞核内的转运过程，而是在细胞核内与IRF-3相互作用，这种相互作用可能抑制了干扰素的产生；（III）发现NS1可以显著抑制TNF-α，TRAF2，IKKα，IKKβ等NF-κB信号激活因子对通路的激活，然而NS1并不抑制IκBα磷酸化和降解，而是通过与NF-κB的p65亚基相互作用，抑制p65 ser536的磷酸化，进而抑制NF-κB信号通路的激活；（IV）通过构建NS1的截短体发现NS1的N端区域和C端的区域对其抑制天然免疫反应都非常重要。本项目从多个层面揭示了HBoV 及其NS1蛋白拮抗天然免疫系统的机制，为阐明HBoV 的致病性提供科学依据。