自噬在牛病毒性腹泻病毒不同生物型感染宿主细胞中的作用及相关基因表达研究

Bovine viral diarrhea virus is divided into two biotypes including cytopathy and noncytopahy according to its character in cell. The two biotype virus infected the cell has different immune response. Non-cytopathic BVDV fails to induce interferon type I in cultured bovine macrophages whereas cytopathic biotypes readily trigger this response. Thus, non-cytopathic BVDV may dispose of a mechanism suppressing a key element of the antiviral defence of the innate immune system. Since interferon is also important in the activation of the adaptive immune response, suppression of this signal may be essential for the establishment of persistent infection and immunotolerance. The effect of viruses on autophagy may also sensitize cells to death or enhance cell survival and play a critical role in viral pathogenesis. Thus, we will research the relationships between different viruses and autophagy and discuss how these relationships may affect viruses and their host cells.

摘要：牛病毒性腹泻病毒（BVDV）有致细胞病变型（cp 型）和非致细胞病变型（ncp 型）两个不同的生物型，病毒感染机体后表现出不同的免疫应答，ncp 型病毒能够逃避宿主产生持续性感染。研究发现，细胞的自噬作用与病毒复制和天然免疫具有一定的联系，但仍不清楚BVDV 病毒cp 和ncp 型病毒在感染机体后，细胞自噬对不同生物型病毒复制与免疫应答的关系。本项目对两种生物型病毒的体外和体内感染试验，研究病毒感染机体和细胞后自噬对病毒的作用及相关基因的表达和调控机制，探讨自噬对BVDV 不同生物型病毒的复制及免疫应答的影响，旨在阐明自噬与不同生物型BVDV 病毒的相互作用差异及其机制， 为病毒在细胞的复制及先天性免疫应答和持续性感染机理研究提供理论支撑。

牛病毒性腹泻病毒（BVDV）有致细胞病变型（CPE 型）和非致细胞病变型（nCPE 型）两个不同的生物型，病毒感染机体后表现出不同的免疫应答，ncp 型病毒能够逃避宿主产生持续性感染。细胞的自噬作用与病毒复制和天然免疫具有一定的联系，但仍不清楚BVDV 病毒CPE 和nCPE 型病毒在感染机体后，细胞自噬对不同生物型病毒复制与免疫应答的关系。本项目对两种生物型病毒的体外感染试验，将细胞病变型BVDV-NM株与非细胞病变型BVDV-JL株，分别接种宿主细胞MDBK，并与自噬促进剂和抑制剂两种药物作用细胞做对比研究，在两种不同生物型BVDV病毒株分别接种宿主细胞MDBK后，于不同时间点分别收取试验样品进行检测，通过免疫学，形态学，siRNA，基因组学，分子生物学等实验手段，研究自噬在牛病毒性腹泻病毒不同生物性感染宿主细胞中的作用及相关基因表达，从细胞组织形态、LC3、P62自噬表达相关蛋白及基因组学等方面，研究不同生物型BVDV与宿主细胞自噬作用的相互关系影响。深度分析病毒感染机体和细胞后自噬对病毒的作用及相关基因的表达和调控机制，探讨自噬对BVDV 不同生物型病毒的复制及免疫应答的影响，旨在阐明自噬与不同生物型BVDV 病毒的相互作用差异及其机制，为病毒在细胞的复制及先天性免疫应答和持续性感染机理研究提供理论支撑。结果显示：自噬与不同生物型牛病毒性腹泻（BVDV）感染宿主细胞的相互关系研究实验表明，不同生物型（CPE型和nCPE型）BVDV感染宿主细胞后，CPE型病毒对细胞自噬起到活化促进作用，nCPE型病毒起到一定程度的抑制阻断作用。nCPE型病毒感染宿主细胞后，病毒对细胞自噬起到阻断作用，自噬体降解受到阻碍，不能产生自噬流，病毒粒子富集在自噬体中，病毒不能被转运至溶酶体中降解，留存在胞内，形成持续感染，这一原因可能与nCPE型BVDV引起牛持续性感染与宿主细胞自噬功能相关。转录组学究表明，nCPE型毒株感染宿主细胞后自噬相关基因共422个，功能分析总体起到对自噬的抑制作用，而CPE型毒株感染宿主细胞后产生的自噬相关基因746个，功能分析总体起到对自噬的促进作用，CPE型表达的自噬相关引子参与Toll-like receptor和NF-KB信号通路，起到了激活机体自身免疫防御和细胞功能调节的作用。