JAK-STAT介导的IFN-λ抗猪流行性腹泻病毒的分子机制研究

Viral infections elicit strong innate immune responses, characterized by production of interferons (IFNs), which play a key role in the antiviral immune response.IFN-λs are new IFN members which were discovered in 2003. IFN-λ can activate the JAK/STAT signaling pathway and play the antiviral effect and the immune regulation function. At present, porcine epidemic diarrhea (PED)is very prevalent in China and resulting in large economic losses. However, the pathogenic mechanism of PED is still unknow. Our study demonstrated that PEDV can induce the mRNA expression of IFN-λ1 and IFN-λ3 higher, and the the prokaryotic expression of IFN-λ1 and IFN-λ3 have been completed. Therefore, focus of this study will be on the PEDV infection that interacte with JAK/STAT signal pathway.The antiviral effect of IFN-λ on PEDV replication will be investigated and the influnce of STAT1,STAT2 and ISRE moleculars in JAK-STAT signal pathway which caused by PEDV infection will be also analysed.Furthermore,the antiviral proteins PKR, OAS and MxA will be studied to elucidate their anti-PEDV effect. This study will have a significant importance on the revealation of PEDV pathogenesis,PED control and prevention as well.

病毒感染机体后，宿主细胞干扰素（IFN）的诱导产生及其后续信号传导机制是机体抗病毒的第一道防线，在抗感染天然免疫中发挥重要作用。IFN-λ能激活JAK-STAT信号转导途径，在抗病毒及免疫调节中发挥重要功能。目前，猪流行性腹泻（PED）在我国流行广泛、危害严重，该病的致病机理仍不清楚，临床仍无有效措施进行防控，因此，我们在实验证明猪流行性腹泻病毒（PEDV）感染ST细胞后，能刺激IFN-λ1和IFN-λ3的mRNA表达增高，并且完成了IFN-λ1和IFN-λ3表达的基础上，以PEDV体外感染与JAK-STAT信号转导途径相互作用关系为主线，研究IFN-λ对PEDV的抗病毒活性，进而分析PEDV感染对JAK-STAT信号转导途径相关分子STAT1、STAT2和ISRE的影响，以及PKR、OAS和MxA抗病毒蛋白对PEDV的作用，对揭示PEDV感染导致猪体发病的机制和PED防控具有重要意义。

IFN-λ是2003年首次报道的一类新型IFN，IFN-λ能激活JAK-STAT信号转导途径，在抗病毒及免疫调节中发挥重要功能。目前，猪流行性腹泻（PED）在我国流行广泛、危害严重，该病的致病机理仍不清楚，临床仍无有效措施进行防控，因此，本研究开展猪源IFN-λ通过JAK-STAT信号途径发挥抗PEDV作用的研究，对揭示PEDV感染导致猪体发病的机制和PED防控具有重要意义。项目自实施以来，主要完成了以下内容：成功分离获得PEDV CV777疫苗株和野毒株，并测定2株病毒的TCID50；获得了猪IFN-λ1（PoIFN-λ1）和IFN-λ3（PoIFN-λ3）基因全长，进行了原核表达，制备了高免血清，PoIFN-λ1和PoIFN-λ3具有抗病毒生物学活性。根据目前已发表的文献，我们发现PoIFN-λ1已经有其他课题组进行了抗病毒的相关研究，因此后续的实验内容围绕PoIFN-λ3抗PEDV的作用进行了详细研究，结果证实，PoIFN-λ3抗PEDV感染的作用具有剂量依赖性、时间性和顺序性；PoIFN-λ3刺激Vero细胞后，其干扰素调控因子IRF-1和IRF-7，TLR样受体TLR7和TLR9、STAT1、STAT2和MyD88，抗病毒因子OAS1、Mx1和ISG15，以及IL-10Rβ均比正常培养Vero细胞表达量升高。综上所述， PoIFN-λ3抑制PEDV的增殖是通过激活JAK-STAT信号通路，调节基因的转录，诱导宿主表达抗病毒因子，发挥抗PEDV作用。进一步完成了携带GFP标签的IFN效应蛋白PKR、OAS和MxA重组表达质粒构建，在细胞中的稳定表达正在进行，具体是哪个IFN效应蛋白发挥抗PEDV的功能最强，需进一步实验验证。在完成项目内容的基础上，我们还进行了RNA干扰抑制PEDV增殖的研究，为我国PEDV的防控提供了理论基础。