B组柯萨奇病毒干扰溶酶体生成与功能的机制研究

Coxsackievirus B (CVB) is the major pathogen of human viral myocarditis. Presently effective therapy is not available. Lysosome is an important cytoplasmic organelle, whose biogenesis and function are controled by transcrition factor EB (TFEB). Our previous study demonstrated that lysosome storage can be observed in the CVB-infected cells. 3A, a nonstructural protein of CVB, can localize on lysosome and up-regulate the nuclear translocation of TFEB. Therefore, we speculate that CVB can impair the biogenesis and function of lysosomes through its 3A protein and consequently faciliate viral replication. This study aims to elucidate the mechanism of the disrupted biogenesis and function of lysosome induced by CVB through in vitro and in vivo approaches: (1) To verify the localization of 3A on lysosomes and uncover the related mechanism. (2) To probe the mechanism of the up-regulation of TFEB nuclear translocation mediated by 3A, and its consequence on the biogenesis of lysosomes. (3) To elucidate the mechanism by which CVB promotes TFEB translocation through LYNUS-mTORC1 pathway. (4) To validate whether the expression of 3A induces lysosome storage under in vivo condition. This study may reveal a novel pathogenesis for CVB infection. The interaction between 3A and lysosome may be a common feature among the members of enterovirus genus. This study may also provide a novel target for the development of anti-CVB drugs.

B组柯萨奇病毒（CVB）是人类病毒性心肌炎的主要病原，尚无防治措施。溶酶体是细胞重要的膜结构，其生成与功能受转录因子TFEB的调控。我们前期研究发现，在CVB感染细胞中有溶酶体贮积；我们还观察到CVB非结构蛋白3A可锚定于溶酶体，并促进TFEB入核。因此推测CVB可能通过3A干扰溶酶体的生成与功能，促进CVB复制。本项目将通过体外和体内实验阐明CVB干扰溶酶体生成与功能的作用及机制：①证明3A可锚定在溶酶体膜并影响溶酶体的生成与功能；②明确3A通过诱导TFEB入核调控溶酶体生成与功能；③阐明3A通过溶酶体表面的营养感应器（LYNUS）和mTORC1途径促进TFEB入核的分子机制；④观察3A能否于在体条件下诱导细胞发生溶酶体贮积。本项目可能揭示CVB致病的一个新机制，3A干扰溶酶体可能是肠道病毒的共同特点。本项目可为研发抗CVB药物提供新靶点。

本项目已完成核心研究内容，达到项目设定的目标。.1、基础理论研究成果：基本阐明了B组柯萨奇病毒（Coxsackievirus B，CVB）的3A蛋白促进宿主细胞自噬体和溶酶体生成的分子机制。CVB是病毒性心肌炎的主要病原，尚无防治措施。溶酶体是细胞重要的膜结构，其生成与功能受转录因子TFEB的调控。本研究发现，在CVB感染的细胞中有大量溶酶体和自噬体生成，单独表达CVB非结构蛋白3A蛋白有同样的作用。进一步研究发现，3A可锚定于溶酶体表面，通过ANAX-A2干扰溶酶体的ATPase复合物和营养感应器（LYNUS），给细胞以“饥饿”的假像，激活mTORC1促进TFEB入核，导致TFEB控制的下游基因表达上调，促进溶酶体和自噬体生成，CVB因此诱导细胞大量产生溶酶体和自噬体，一方面导致溶酶体贮积，另一方面通过自噬体的膜面积增加促进CVB基因组RNA的复制，从而促进CVB复制。总之，本项目阐明了CVB的3A蛋白通过溶酶体表面的LYNUS和mTORC1途径促进TFEB入核的分子机制，是CVB致病的一个新机制。.本项目还找到了CVB 2B蛋白诱导自噬的关键基序，并在CVB致病机制、宿主免疫应答调控、非编码RNA以及药物和治疗策略等多项拓展研究取得创新发现，为CVB治疗提供了新的方案和策略。.2、应用研究成果：我们发现N-乙酰半胱氨酸（NAC）既有直接抗CVB作用，也抑制炎症通路。病毒性心肌炎主要问题是病毒复制和心肌炎症，NAC恰好可从抗炎、清除病毒两方向协同治疗肠道病毒所致心肌炎。NAC是临床常用药物，此发现属“老药新用”适应症拓展，为病毒心肌炎提供了新的治疗策略。.3、学术论文发表：本项目共发表16篇论文，其中SCI研究论文10篇（项目资助标注9篇）。.4、科研成果：获省部级科研成果二等奖2项，厅局级成果一等奖1项。.5、人才培养：培养研究生12名，其中博士生2名，来华留学硕士生1名。