外泌体在新城疫病毒感染及宿主天然免疫应答中的调控机制研究

Exosomes are a group of nano-sized vesicles, which participate in intracellular communication through transporting specific proteins and functional RNAs. They are recently reported to be associated with virus invasion. To investigate how Newcastle disease virus (NDV) induces systematic infection through exosome-mediated immune regulation and interaction, NDV infection biomarker will be selected through high-throughput sequencing based exosomal library. Multiple molecular biological techniques, in combination with NDV reverse genetic system and immunological method will be used to further investigate the influence of exosomes on virus replication and infection, as well as the regulatory mechanism of exosomes in innate immune recognition and immune response. The exosome-mediated antiviral signal pathway of professional and non-professional antigen presentation cells will be discussed. The cellular and molecular mechanism behind the exosome behavior in response to NDV invasion will be elucidated, along with the transport and modulation pattern. In general, the pathogenic mechanism of NDV induced systematic infection and innate immune response will be clarified to provide meaningful insights in host-pathogen interaction.

外泌体是一种细胞分泌的纳米级膜泡，携带特异性的蛋白和功能性的RNA，参与细胞间物质和信息的传递。研究表明外泌体及其组分与病毒感染密切相关。本项目围绕新城疫病毒（NDV）如何引起全身性感染为科学问题，以外泌体的传播和免疫调控功能为切入点，明确NDV感染水平与外泌体释放的关联，应用高通量测序技术建立外泌体数据库，利用分子生物学方法、反向遗传操作平台以及系统免疫学技术体系，鉴定参与NDV感染宿主的功能性靶标分子，研究外泌体及其组分调控NDV感染与复制的机制，以及外泌体对天然免疫识别与应答的调控机制，探讨外泌体介导专职与非专职抗原递呈细胞抗病毒免疫反应的信号传导机制，揭示外泌体对天然免疫应答的影响及其分子机制，深入认识NDV感染条件下外泌体的传播与调节作用模式，阐明外泌体介导NDV全身性感染发生的致病机理以及宿主天然免疫识别和效应的免疫机制，为病毒与宿主相互作用机制提供科学依据。

外泌体是一种由细胞分泌的纳米级别的微小囊泡，它们可以通过携带特定的蛋白和功能性mRNA介导细胞之间的信息交流。有研究表明，外泌体与病毒增殖之间有紧密的联系。本研究为了研究外泌体与新城疫病毒增殖之间的关联，分离了无病毒粒子污染的外泌体（NDV Ex），并对其进行了转录组学和病毒组分分析。经分析发现其中含有部分病毒蛋白（NP、F、W、V）。转录组学分析显示多数抗病毒感染相关基因mRNA在NDV感染后在外泌体中显著下调。本研究发现NDV可以通过活化ESCRT信号通路在促进外泌体的生成与释放的作用。另一方面，本研究发现NDV感染产生的外泌体可以通过转移病毒NP蛋白，抑制抗病毒相关细胞因子的分泌，进而促进NDV感染。NDV感染可以通过外泌体向外排出NLRX1 mRNA降低细胞内NLRX1含量，降低病毒在细胞内的增殖压力，以促进病毒的复制增殖。在外泌体的天然免疫调控的研究中，本研究发现NDV Ex可以在体外及体内通过抑制抗原递呈细胞的活化促进病毒增殖，为丰富外泌体相关的病毒感染机理以及NDV感染机制的理解与新城疫防控策略提供新的理论基础。